碳纳米管是一类由碳原子构成的圆筒形准一维量子线。它们不仅可以作为研究低维量子系统中许多奇特的量子现象的一个理想对象，同时也具有十分广泛的应用前景，特别是作为制备分子电子学器件的一种可能的材料。然而，为了能用碳纳米管搭建成结构更为复杂的、并具有特定功能的分子器件，存在两个十分基本的问题。第一是各种缺陷可能引起的效应，因为在制作器件的过程中必然要引入各种缺陷；第二是由多条路径相连接而成的结的性质。显然，各种结也将是实现分子电子器件所必不可少的组成部分。由于电子的波粒二像性，在这种尺度的器件中的电子行为已经不能用经典理论给出满意的描述，因此，这种器件的电子性质必须根据量子理论进行研究。本文中我们以两个简单的结构模型为例，采用紧束缚模型和非平衡格林函数方法研究了它们的量子输运性质以及某些由于电子的波动性造成的量子干涉现象：1．带有一个孤立的拓扑缺陷的碳管，2．一个由交叉的碳管形成的结中的量子输运性质，以及其中的某些由于量子相干性造成的干涉现象。本文一共分为五章。 第一章对碳纳米管的一些基本性质作了一个简短介绍，包括碳纳米管的几何结构与对称性、碳管的电子能带及其与碳管结构的关系。 第二章则简单概括了本文所用的基本理论方法，即基于紧束缚模型的非平衡格林函数方法。 第三章主要讨论碳纳米管中的一个5－7边形对缺陷所引起的缺陷态以及这种缺陷对碳纳米管电子输运性质的影响。计算结果表明，这种5－7边形对缺陷产生了两个缺陷态，其能量分别位于碳管的中性费米能两侧。能量与缺陷态接近的入射电子会受到缺陷较强的反射，从而在微分电导曲线上形成两个谷。 第四章详细讨论了碳管中由于存在5－7对缺陷散射所造成的反射波和入射波的干涉形成的局域态密度振荡现象。 第五章则研究了由两根不同结构的碳纳米管形成的交叉结中的量子输运性质，以及其中可能存在的准束缚态。发现这种结中的束缚态根据其产生机制不同可以分为两种类型，第一种为缺陷造成的缺陷态，第二种则是一种驻波型的束缚态。特别是，我们发现正是这种驻波型的束缚态引起了最近实验中所观察到的交叉碳纳米管中的Fano共振现象。