单分子磁体具有大自旋(S>1/2)和各向异性能,这种特殊性质使其不仅表现出各种宏观量子效应,而且相关的量子输运实验和理论表明,分子磁体是实现自旋电子学器件很好的候选材料。因此,单分子磁体隧穿结的量子输运以及其磁化强度的量子操控受到广泛关注。本文考虑一个单分子磁体(SMM)与铁磁电极(F)、金属电极(N)构成的隧穿结,研究了在温度梯度驱动下这个系统的热电输运及其相关的效应。主要研究内容如下:(1)研究了F-SMM-N隧穿结中SMM磁化强度的热电响应。当两电极的温度差超过临界值时,SMM的磁化强度可以在门电压控制下翻转,反转时间与温度差、门电压、自旋交换耦合强度等系统参数有关。这种翻转归结于温度差和门电压引起的热自旋极化电流与局域大自旋之间的自旋扭矩效应。(2)研究了非共线F-SMM-N隧穿结中的TAMR效应。当电极磁化强度与SMM的大自旋非共线时,它们之间的夹角为θ,当门电压低于它的临界值时,TAMR在θ=π/2处出现一个突变,突变的幅度随着温度梯度和交换耦合强度的增大而增大。这种突变起源于分子态占据几率在θ=π/2处的突变,因为占据几率的突变导致了隧穿电流的突变。(3)研究了F-SMM-F隧穿结中的自旋流。在适当的温度差和门电压驱动下,F-SMM-F隧穿结可以产生自旋极化电流以及纯自旋流,而且当加上外磁场时可以使自旋流的幅度增加。电子的自旋与SMM的大自旋反铁磁交换耦合时,两种自旋极化的电流是完全分开的,即可以产生100%的自旋极化流。