纳米材料的量子输运性质是当前凝聚态物理研究的前沿热门课题之一。近年来,随着实验制备技术的迅速发展,碳的同素异形体碳纳米管、纳米管环及石墨烯的发现由于其优异的性能引起人们广泛关注。这些大的碳分子结构制成器件时,制备条件、电极以及基底等周围环境对其输运性质有重要影响,从而也影响其器件的性能。本论文发展格林函数方法、重正化群方法及超级胞方法对碳纳米管、碳纳米管环及石墨带的电子输运性质做了系统研究。其目的在于揭示实验中出现的一些新的物理现象的物理机制,为电子器件小型化提供理论依据。　　基于Landauer-Büttiker理论,新发展格林函数矩阵分解消元方法,探索了单壁和双壁碳纳米管做电极的外壁无序碳纳米管分子器件的电子输运性质。研究结果表明外壁无序纳米管分子器件的平均电导和局域化长度远远大于块体无序时的值。并且电导随着无序变化的关系强烈的依赖于费米能和结性质。在双壁做电极情况下,电导随着无序度呈现先减少后增大的非单调行为。在单壁做电极的情况下,由于无序的引入破坏了电子的相位相干性,在无序度很小时电导出现反常增大行为。　　利用格林函数矩阵分解消元法,研究了相干输运中无序和结散射对金属性双层石墨纳米带(BGNR)及相关结构电导性质的影响。由于层间的耦合作用,锯齿型双层石墨带在费米能处产生一个电导隙。电导的大小与费米能和结散射性质密切相关。在边缘无序的BGNR中,电导随无序的增加而单调递减,最终趋向于零,揭示双层石墨带存在边缘局域态。而单层无序BGNR的电导随无序的增加先减少后增加。考虑结散射时,不管在边缘无序还是在单层无序BGNR中,类似于双壁管的结果,在低无序区,电导都出现了随无序反常增大行为,归因为无序的引入破坏了电子波函数的相位相干性。　　碳纳米管环结构特殊,性能奇异,影响其性能的因素很多。为了解其内在性质和特征,基于发展的超级胞方法,研究了碳纳米管环的电子结构及其持续电流。探索了卷曲、塞曼能级劈裂、量子尺寸效应及外场等因素对单壁碳纳米管环能谱和持续电流影响。结果显示,高度的内在卷曲对这种新奇的纳米结构的电子结构和持续电流起决定性的作用,纳米管环的磁性质可能发生抗磁-顺磁或顺磁-抗磁的转变。此外,当考虑卷曲效应时,典型电流随单胞数的增加出现振荡的特征,并最终趋向于零。同时探索了外电场对持续电流的影响,研究发现外电场能较大时,典型电流出现一个明显的峰值;通过改变外电场能的值,碳纳米管环同样会出现顺磁-抗磁或抗磁-顺磁的转变。