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近年来，微电子学的快速发展促使人们不断追求电子器件的微型化，利用单分子以及分子团簇，纳米管以及一些金属配合物分子等来构建各种功能性电子元器件已经成为公认的且最潜力的发展趋势。伴随着精密加工技术和自组装技术的飞速发展，使得设计纳米量级的电子器件成为可能。随着人们在材料原子量级上的操纵和修改技术的发展，纳米器件独特的输运性质引起了人们广泛的兴趣。因此，我们运用第一性原理方法研究了Fen(Cp)n+1化合物与C60-V链嵌入CNT和BNNT中所形成豆荚式结构的电子输运性质。通过对内嵌Fen(Cp)n+1豆荚式结构的研究，我们发现体系的电子输运性质不能单一的从周期性结构的电子结构来预测，因为外部偏压的施加会改变电荷的传输通道。结果表明：CNT管壁具有很强的金属性，因此不论在CNT中嵌入Fe(Cp)2还是Fe2(Cp)3，对传输性质的影响非常小；对于BNNT类构型，嵌入Fe(Cp)2后使得电子可从Fe(Cp)2跃迁至管壁，进而明显增强了它的导电性，而嵌入Fe2(Cp)3后因其本身产生的陷阱效应不利于其导电性。通过对内嵌C60-V链豆荚式结构的研究，我们发现由于V原子与相邻富勒烯之间所形成的配位键，这使得此类豆荚式结构的电子结构发生显著变化：在(η6-C60-V)@CNT或(η6-C60-V)@BNNT结构内通过反铁磁的交换关联方式发生局域自旋耦合，且C60-V链在BNNT中形成了一个明确的自旋量子位。计算结果还表明：(η6-C60-V)@CNT呈金属性，载流子源于CNT，C60和V；而(η6-C60-V)@BNNT具有一个较窄带隙，呈现半导体性质，此时载流子源于C60-V链，因此富勒烯分子两侧的V原子提高了豆荚式结构的导电性；C60富勒烯分子中五元环上α位的H原子进一步增强了C60-V间的相互作用。含H富勒烯豆荚式结构的铁磁态与反铁磁态在能量上几乎是简并的，铁磁态下每个单胞的磁矩高达3.0μB，这比V-C6H6或V-C5H5之类的夹层化合物的磁矩高出3倍之多。H原子附着在C60富勒烯分子上使得C60富勒烯中π轨道被弱化，进而不会增强电子的传输。