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半金属磁体因为具有完全的自旋极化率而被认为是未来自旋电子器件的有效自旋极化电子注入源。它是制备自旋电子学器件重要的备选材料。量子点热电输运性质的研究是热电领域的一个热点,其原因就在于它们可能实现较高的热电转换效率,在新一代热电转换器件中有潜在应用。本文主要运用第一性原理方法和非平衡格林函数法,分别对低维的多元合金的表面和界面的半金属性和量子点耦合链热输运性质进行了计算研究。得到以下主要结果：1、对二元闪锌矿结构半金属合金CrSe的表面以及CrSe/ZnSe超晶格的研究表明,在(110)面和以Cr或Se为端面的(001)面都保持了类似块材CrSe的半金属性。相比于块材而言,在(001)面的原子磁矩增大了很多,而在(110)面却变化不大。原因是因为在(001)面Cr-Se的化学键发生了断裂,而在(110)面得到了保持。进一步通过对这三个表面的表面能的研究,发现以Se为端面的(001)面比(110)面和以Cr为端面的(001)面稳定,这为CrSe半金属薄膜的制备提供了理论参考。此外,CrSe/ZnSe(001)超晶格具有很好的半金属性,其半金属隙比相应块材CrSe的半金属隙略小。2、通过对十二个四元霍伊斯勒合金CoFeTiZ和CoFeVZ (Z=Al, Ga, Si, Ge, As, Sb)电子结构和磁性的计算,我们发现只有CoFeTiSi、CoFeTiAs和CoFeVSb是具有相当大带隙的半金属铁磁体,其带隙分别为0.31、0.18和0.17eV。CoFeTiAl和CoFeTiGa是传统半导体,其它合金为近半金属或半金属带隙几乎为零。此外,半金属CoFeTiSi、 CoFeTiAs和CoFeVSb在适当的均匀应变和平面扭曲的情况下,依然保持了较好的半金属性。我们也发现,CoFeVSb的半金属性在VSb为端面的(001)表面得到了保持,而在CoFe为端面的(001)表面遭到了破坏。3、利用非平衡格林函数法研究了侧向耦合连接的双量子点链的热电效应,包括塞贝克系数、热导率和品质因子。研究发现量子上电子能量不一致和系统结构参量出现涨落时,系统的热电性质,包括热能系数S、热导系数K和热电效率ZT等被减弱；同时,研究发现量子点内电子的库仑相互作用导致了塞贝克系数S不对称双峰结构的分裂,从热传导率谱线可以明显看出,一个非常强的不符合Wiedemann-Franze定律的现象发生,导致了品质因子的巨大增强,这些研究成果为设计具有较大的热电效率的介观系统提供了理论依据。