伴随纳米技术和分子电子学的快速发展,小体积、高集成度、多功能以及快速度成为了电子元器件研究的发展趋势,理论方法与实验技术的完善催生了大量具有新奇特性的碳基分子器件于近些年被研究和报道。而与碳紧密相邻的硼和氮元素,其二元化合物氮化硼也可组建起与碳基纳米材料类似的蜂窝状或正四面体结构,基于氮化硼纳米材料的研究自然激起了科研工作者的浓厚兴趣。本论文中我们构建了几种三维氮化硼分子,根据密度泛函理论并结合非平衡格林函数方法,模拟计算了这些三维氮化硼分子及其掺杂和修饰结构的电子输运特性,并探索了这些特性产生的机理。论文的主要内容如下:模拟计算了T-B_xN_y（x,y=5,6,11）分子通过S原子与金电极相连构成的“三明治”体系的电子输运特性。计算结果表明,T-B₅N₆体系的I-V特性曲线于±1.3V偏压附近显示出了强烈的负微分电阻（Negative Difference Resistance,NDR）效应;T-B6N5体系I-V特性曲线表现出了低偏压下的分子开关效应;然而,与以上两个体系不同,T-（BN）11体系的I-V特性却表现出了不对称性,且隧穿电流很弱,只于高偏压下出现了较为微弱的NDR效应。通过分析这些体系的透射谱与分子投影自洽Hamilton（Molecular Projected Self-consistent Hamiltonian,MPSH）本征态的空间分布,对它们的电子输运特性给予了解释,并且比较这些分子体系投影态密度（Projected Density of States,PDOSs）的分布发现,它们左半部分与右半部分构件不同的PDOSs是产生其I-V曲线不同特征的原因。分别用Al、P、C或Si原子替代T-Bx Ny分子中的sp³键合原子,以实现对T-B_xN_y体系的掺杂,并优化得到其稳定的几何结构。采用相同的理论和参数设置,计算了这些分子体系的I-V特性。计算结果显示,掺杂后的T-Bx Ny分子体系,其隧穿电流均明显减弱,费米能级附近的透射峰与中央分子的投影态密度显著地减小是其电流减弱的根本原因;Al@B4N6和C@B4N6分子体系的I-V特性曲线仍然表现出了明显的NDR效应,它们最高已占据轨道（Highest Occupied Molecular Orbital,HOMO）的空间分布于高偏压下离域性变弱最终导致了其NDR效应的产生。而相比之下,Si@B4N6体系的NDR效应十分微弱且出现于高偏压区,实际应用的价值不大;P@B6N4分子体系只在某几个高偏压下产生了较弱的电流,而且其I-V曲线在整个偏压区内显示出不对称性的特点,P@B6N4体系前线分子轨道空间分布的不对称性是其I-V曲线不对称的根本原因;C@B6N4体系的I-V曲线表现出了低偏压下的线性增加,而且也于高偏压下产生了十分微弱的NDR效应;低偏压下Si@B6N4的电流也呈线性增加,高偏压下Si@B6N4的电流出现了分子开关效应。C@B6N4与Si@B6N4的HOMO能级随偏压的增大而均匀地移向费米能级,最终导致了其I-V曲线低偏压下线性特征的出现。将一维单原子Cn（n=4,5,6,7）链连接于T-B₅N₆分子的一端,以探索一维单原子C链对T-B₅N₆分子电子输运特性的调制。通过对它们平衡态与有限偏压下输运特性的分析发现,平衡态下的C4与C6链中,C与C间的键长具有长—短交替的规律;但C5与C7链与T-B₅N₆分子的耦合相对较强,且二者的HOMO呈现出完全离域性,使得它们具有较小的阈值电压,于低偏压下即产生了强烈的NDR效应。加有限偏压时,C4与C6链与T-B₅N₆分子连接而成的体系于较高偏压下出现了明显的NDR效应,且整个偏压区内表现出一定的负向整流特性;相比之下,由C5与C7链与T-B₅N₆分子相连接而成的体系,由于其HOMO有限偏压下分布的不对称性,导致二者表现出了效果较好的正向整流特性。分析四个体系的前线分子轨道能级对偏压的依赖性,其结果与计算所得的I-V特性是相一致的。以上研究结果是对基于三维BN分子器件电子输运特性理论方面的研究,希望能为三维BN分子应用于分子器件的实际制作与设计提供有价值的参考信息。