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近年来,随着纳米技术的发展和新材料的不断开发,各种介观纳米结构不断地被成功制备,如量子点和量子线、石墨烯及其纳米条带等.它们在国防及民生的各个领域中有着广泛的应用前景,这使得介观纳米体系的量子输运研究迅速成为凝聚态物理前沿的热点之一.本文主要对基于石墨烯的介观纳米混杂耦合体系的电子输运性质及其调控进行了研究,旨在为介观器件的制作及纳米量子电路超大规模集成提供一些有价值的理论支持和参考.全文共分为六章：第一章为绪论,主要对本文涉及的几种介观纳米结构的制备、基本性质及其输运研究背景、我们的研究内容与方法进行简单介绍.第二章,我们理论计算了扶手椅边缘石墨烯纳米条带各格点附近的局域电子态,并利用一维半无限长量子线模拟扫描隧道显微镜(STM)探针对其进行STM隧穿电流探测.结果表明：半导体型石墨烯纳米条带中,所有格点附近都分布着具有半导体性质的电子态.而金属型石墨烯纳米条带中,除了在其第3j-1和3j-2(j为正整数,第1条链对应条带的边界)碳链的格点附近分布着具有金属性质的电子态外,在其第3j链的格点附近居然还分布着具有半导体性质的电子态.因此,在金属型纳米条带中,紧邻的3j-1和3j-2链上的格点相互连通构成了低能电子的平面传输通道,3j半导体性质的链在每两条通道之间间隔存在保证了它们的低能导通独立性.这些电子态的分布可以通过STM隧穿电流来探测：当STM探针靠近具有半导体性质电子态的格点,STM隧穿电流出现了明显的零数值平台,其阈值电压Vc由条带宽度N决定；当STM探针靠近具有金属性质电子态的格点,零电流平台消失.对于非常宽的扶手椅边缘纳米条带,即石墨烯片,半导体电子态和半金属电子态也共存于其宽度大约为7nm的边界区域里.让人意外的是,石墨烯片所有格点的STM隧穿电流总存在零数值平台,而且,阈值电压Vc随着STM探针从其边界往中心稍描而逐渐减小,直至稳定于一个不为零的小偏压值为止.另外,我们还发现扶手椅边缘石墨烯纳米条带的伏安特性曲线是折直线型,这与石墨烯片的光滑弯曲伏安特性线型有显著差别.依据以上性质,我们相信利用STM技术可以鉴别扶手椅石墨烯样本的导电性质和宽度.第三章,我们理论计算了锯齿边缘石墨烯纳米条带各格点附近的局域电子态,并利用一维半无限长量子线模拟STM探针对其进行STM隧穿电流探测.结果表明：处在费米能级附近的电子不仅被强烈地局域在锯齿边缘石墨烯纳米条带的边界格点附近,它们还被局域在靠近边界的第2j-1(j为正整数,第1条链对应条带的边界)链的格点附近,且越靠近边界,其局域性越明显.与其形成鲜明反差的是,靠近边界第2j链上的格点对这些电子几乎没有局域能力.这些性质可以通过STM隧穿电流探测到：当STM探针靠近第2j-1链上的格点时,STM隧穿电流上出现了近似零数值平台,且越靠近边界,其阈值电压Vc越大.有趣的是,当STM探针靠近第2j链上的格点时,STM隧穿电流却能在很低偏压下飙升至很大值,越靠近边界,电流飙升现象也越明显.于是,我们推断靠近锯齿边缘石墨烯纳米条带边界的偶数链是电子的良好平面传输通道.结合第二章,我们发现扶手椅边缘石墨烯纳米条带和锯齿边缘石墨烯纳米条带的STM隧穿电流特征有显著的不同.因此我们相信利用STM技术可以鉴别它们.第四章,我们研究了石墨烯对强关联量子点(Quntum Dot)嵌入双正常金属电极(ReservoirS)(简称QDR)体系电子输运性质的调控.结果表明：当石墨烯的Dirac能级处在QDR体系的费米能级(εF=0)上时,随着石墨烯的靠近, QDR体系的量子点与电极之间的Kondo关联增加,导致能借助于Kondo效应隧穿QDR体系的电子所占能谱变宽.这就使得在实验中高偏压下观测QDR体系的Kondo效应成为可能.而且,调节加在石墨烯上面的门电压,使石墨烯的Dirac能级背离QDR体系的εF,石墨烯处于QDR体系εF上的电子态增强了对量子点的Kondo屏蔽,从而削弱甚至完全压制QDR体系的Kondo传输.此时,石墨烯-QDR体系表现出明显的场效应管行为,石墨烯对QDR体系的电流具有良好的调控能力.第五章,我们研究了小尺寸介观Aharonov-Bhom(AB)环对强关联量子点嵌入双正常金属电极(QDR)体系电子输运性质的调控.结果表明：介观AB环犹如一个多能级的分子旁耦合于QDR体系的量子点,为电子从源电极隧穿量子点到达漏电极提供了多条可用磁通Φ选择的折回路径,从而导致多能级Fano效应的产生.有趣的是,在偶宇称环体系中,介观AB环分子总有一个能级位于QDR体系的费米能级(εF=0)上.调节φ,可以选择其对QDR体系中的电子是否导通.当其导通,环-QDR体系在εF处的Fano效应完全压制QDR体系的Kondo效应,导致QDR体系的Kondo通道对电子输运完全关闭,反之,Kondo通道将被打开.这就实现了磁通量子开关效应,然而,只有在介观AB环与量子点之间的耦合tc足够强时,它才会出现在奇宇称环体系中.随着tc的增加,多能级Fano效应的联合干涉会导致Kondo-Dicke效应的出现,进而诱导出QDR体系的零微分电导阱的有序排列和台阶式电流.第六章总结了本文的工作,并对我们的后续研究进行了简要的展望.