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作为集成电路中的基元,晶体管的尺寸不断缩小并进入到了纳米尺度。在纳米尺寸下材料表现出一系列独特的性能,因此,对纳米尺度下电子器件的研究变得愈加急迫和重要。随着科学研究的推进,理论上对由不同材料构成的纳米电子器件有了前导性的探索和认知,低维材料电子器件的研发也在实验室层面上取得较大突破。尽管如此,很多关键性问题仍有待解决,距其工业应用仍有很大的距离,而相关的理论研究会对其工业化发展有很重要的推动作用。在本论文中,我们采用分子动力学、非平衡格林函数的计算方法对纳米电子器件的电子输运性质进行了研究,并着重分析其中包含的替代原子对整个体系电子输运性质的影响：对于超细硅纳米线电子器件,我们分析了替代原子对电子输运性质的影响,并进一步研究了门电压对该类体系的调控作用；在探索碳纳米管(CNT)和六角氮化硼纳米管(BNNT)构成的复合结构电子器件中,我们系统的研究了BNNT对CNT的不同替代形式对体系的电子输运性质的影响。本论文的主要研究成果如下：(1)研究了由超细硅基纳米线电子器件的场效应晶体管的电子输运性质,着重分析了在超细硅基纳米线中替代原子对器件电子输运性质的影响,进一步分析了门电极的调控作用。我们发现替代原子的位置和种类对电流电压有着相当的影响,电流电压曲线峰值的对称性和替代原子在纳米线分布的对称性有很大的关联度。而替代原子的偏聚则容易引起纳米线电子器件出现负微分电阻效应。进一步的研究表明,门电压对这些电子器件的电流大小有很好的调控作用。(2)对扶手椅型CNT轴向被BNNT片段进行原子替代,我们获得了CNT和BNNT组成的复合结构电子器件。分析发现,BNNT的替代长度对体系的电子输运强度有非常大的影响,体系电流随着替代BNNT片段长度增长以类指数形式而降低。当BNNT片段内侧含有CNT片段时,电子透射率谱中出现透射率峰,而内侧的CNT片段对透射率峰的出现起决定性作用。理论分析指出,此类电子透射率峰受内侧CNT片段的长度、周期及其与相邻BNNT片段的键合方式调控。本文研究内容对理解纳米尺度下替代原子对电子器件材料电子输运性质的影响有重要意义,这也为未来高性能纳米电子器件的发展提供了理论指导。