碳纳米管(CNT)和硼氮纳米管(BNNT)由于其在电子、光学、热动力学和机械性能等领域的杰出表现已经吸引了越来越多的关注。众所周知,CNT具有金属导电性质或半导体性质,而BNNT具有典型绝缘性质。大量研究表明掺杂不但可以保留CNT和BNNT的固有特性而且可以引入更奇特的附加性质,已成为新材料研发设计的主要方向之一。截至目前,对该类新纳米材料的机械性能、热、光学等方面特性研究较多,而对其电子结构及输运性质的研究并不多见。本文采用密度泛函理论(DFT)结合非平衡格林函数(NEGF)方法,从理论上研究了基于CNT和BNNT两类不同掺杂体系导电材料的电子结构及输运性质,讨论了不同掺杂方式以及掺杂浓度对材料的导电性影响。共分为两部分研究工作:首先研究了CNT(10,10)和BNNT(10,10)内嵌(VBz)n后形成复合纳米结构(VBz)n/CNT和(VBz)n/BNNT的电子输运性质。研究结果表明:(VBz)n/CNT呈现金属性而(VBz)n/BNNT呈现半导体性质;(VBz)n/CNT和(VBz)n/BNNT均具备自旋极化传输特性:自旋向下比自旋向上呈现出更强的导电性。对于(VBz)n/CNT而言,CNT管壁的自旋向下和自旋向上均为良好的电子传输通路,而(VBz)n内嵌纳米线只在自旋向下时显示出有效传输作用。对于(VBz)n/BNNT来说,BNNT无论在自旋向上还是自旋向下时均呈现绝缘特性,因此,(VBz)n/BNNT在自旋向下时的传输特性主要来自于内嵌(VBz)n的贡献。(VBz)n/CNT在-1.0~1.0V偏压范围内自旋极化率(SFE)低于50%;而(VBz)n/BNNT的自旋极化率高于90%,说明(VBz)n/BNNT具有更好的自旋极化电子传输效应。而且,(VBz)n/CNT和(VBz)n/BNNT都具有磁性。其次研究了CNT(4,4)及BNNT(4,4)外壁缠绕聚硅烷后形成复合纳米结构PSi/CNT和PSi/BNNT的电子输运性质。研究发现CNT缠绕未掺杂聚硅烷和B、P掺杂聚硅烷后的复合体系的能带结构在费米能级处无明显改变,复合体系的导电性仍主要源自CNTπ轨道的贡献。该结论亦在加入以金(Au(111)-(6×7))作双电极的双探针体系中得到验证。相反,当缠绕的聚硅烷中掺杂P原子后,在费米能级下方引入了P的杂质能带,但是在双探针体系中P原子的这种贡献被电极遏制,结果导致体系的导电性依然来源于CNT的π轨道贡献。不同于PSi/CNT体系,PSi/BNNT的导电性显著区别于单纯的BNNT,BNNT是典型绝缘体,但PSi/BNNT复合材料的导电性显著增强。在未掺杂的PSi/BNNT体系中,价带来自于BNNT的π轨道,导带来自于聚硅烷的σ轨道。当B掺入聚硅烷后得到B-PSi/BNNT复合体系,B原子在费米能级上方形成电子受体带,当P掺入聚硅烷后得到P-PSi/BNNT复合体系,P原子在费米能级下形成电子供体带;在B-PSi/BNNT以金为电极的双探针体系中,B可以提供电子传输通路并产生多重负微分电阻(NDR)效应,在P-PSi/BNNT双探针体系中,由于P的传输性被金电极所遏制,从而表现出类似于PSi/BNNT的传输性质。