由于人们对计算速度和存储能力的要求不断增加,现代微处理器的尺寸经历了惊人的微小化过程。集成电路被广泛应用于生活和生产的各个方面,从而催生出一门新的学科,即分子自旋电子学。近年来,人们在自旋电子学的研究上取得了很大进展,并发现了一系列重要特性。如分子的开关效应、整流效应、自旋过滤效应、磁电阻效应等。其中对分子器件磁电阻效应的研究是分子自旋电子学的前沿领域之一。本文利用密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)与非平衡态格林函数(Non-Equilibrium Green’s Function,NEGF)相结合的第一性原理方法,研究了双铁酞菁(Fe2Pc2)与金电极组成的分子器件的自旋输运性质。主要内容有:1.介绍了自旋电子学的研究进展和分子器件的磁阻效应,并对理论计算分子器件输运性质所应用的方法和计算软件进行简要介绍。概述了在外加偏压下,计算分子器件输运性质的方法。2.利用DFT-NEGF方法,研究了横向排列双酞菁分子(Fe2Pc2)与金电极构成的分子器件的自旋输运性质。研究发现,由于中心铁原子产生的磁性邻近效应,使酞菁在局部多环芳烃的自旋输运方面形成有限磁性。在两个酞菁分子FePc中心的铁原子磁矩取平行(PC)的情况下,展现出完美的自旋过滤效应。3.利用DFT-NEGF方法,研究了纵向排列双酞菁分子(Fe2Pc2)与金电极构成的分子器件的自旋输运性质。当两个酞菁分子中心的铁原子磁矩取平行(PC)的情况下,体系具有较好的自旋过滤效应。同时,该体系能在较大的电压区间内,保持较大的磁阻。4.通过对比双铁酞菁分子不同连接方式所组成的分子器件在偏压下的自旋电流、透射谱、自旋过滤效应和磁阻效应,可以看出,不同连接方式对分子器件的自旋输运性质有着很大影响,且双铁酞菁分子横向排列呈现的自旋过滤效应和磁阻效应优于纵向排列结构。