自2004石墨烯被成功制备以来，各种二维材料就引起了人们的广泛关注与研究。而作为其衍生材料的石墨烯纳米带或纳米片更是由于其独特的物理及材料性质，预计将在各种石墨烯基纳米电子器件上得到了广泛的应用。本文通过利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法，对某些一维碳基材料的磁电子学特性进行了研究，旨在为纳米材料的实际应用提供参考。　　文中，我们首先介绍了石墨烯等二维纳米材料的发现、研究背景、国内外研究现状、主要研究方法及基本理论。在此基础上，我们研究了五角石墨烯纳米带(P-GNRs)的磁电特性。我们设计出了四种不同类型的P-GNRs。发现P-GNRs表现出了丰富而独特的磁电性质。在无磁态下由于独特的能带结构，其对于发展高性能负微分电阻器件以及纳米晶体管具有较好的应用潜力。而在六种不同的磁构型下它们可以表现出半导体，磁半导体或者双极化磁半导体(BMS)行为，后者对于下一代信息存储器件的发展具有重要意义。更有趣的是，在对P-GNRs施加一个横向电场以后，可以使得纳米带实现从磁半导体转化为带隙为的0.88eV半金属，在室温下实现完全的自旋过滤行为。我们的研究结果表明P-GNRs相比于石墨烯纳米带而言在某些方面具有一定的优势。　　然后，我们对5-6-7元环石墨烯纳米带(PHAGNRs)的磁电特性进行了研究，对于来自于一定裁剪方向的A，B，C三种不同边缘结构，我们发现两边缘都为A型边缘的纳米带不具有磁性，而两边都为B和（或）C型边缘的纳米带则具有磁性，在铁磁态下表现为磁金属性，在反铁磁基态下则为自旋简并（自旋分裂）的半导体。特别的是，对于一边为A型边缘而另一边为B或C型边缘的纳米带则仅具有铁磁基态并表现出BMS性质。同样通过横向电场的调控也可以使得PHAGNRs表现出半金属性。此外，同时我们也发现PHAGNRs具有较高的载流子迁移率，表明其在电子器件上具有较大的应用潜力。　　最后，我们对锯齿边缘的(ZPHAGNRs)的边缘修饰作用进行了系统的研究，发现通过非对称边缘修饰可以使得纳米带呈现出半金属性质。纳米带的带隙会随着基团数目的增加而减小。另外，发现横向电场能够有效地调节纳米带的电子特性。此外同时我们还发现通过控制横向电场强度可以实现纳米带在顺磁性，反铁磁性以及铁磁性之间的转变。这对于基于磁性的纳米器件的发展具有重要意义。最后我们发现纳米带边缘基团的浓度以及种类对其性质具有重要的影响作用。