本文采用密度泛函理论和非平衡格林函数相结合的方法，结合实验的最新进展和发现的新现象，从电子结构的角度分析、解释了分子导体输运的微观机理及其表现出的一些基本器件功能。主要研究成果和创新如下：　　 ⑴通过电子结构的分析我们提出了分子器件出现负微分电阻的一种新微观机理。计算结果表明分子轨道与电极能带之间的匹配决定了分子导体的平衡透射系数，而在外偏压下左、右电极能带的相对移动引起了透射系数的减小，因此分子导体表现出负微分电阻现象。　　 ⑵结合电子结构的信息，研究分子轨道、电极能带及其匹配对输运性质的影响，发现分子轨道的简并度决定了透射本征通道的简并度，分子—电极之间的电荷转移导致原子链的电导发生明显改变；进而我们从改变接触距离、横向外场等方面模拟实验条件来调控其输运性质，这些都使平衡电导发生很大的变化，研究发现其原因是分子能级与电极Fermi能级在这些调制方式下发生了相对移动。　　 ⑶考虑到实验中实际存在的粗糙的电极表面，我们采用”粗糙的电极表面”模型解释了一类不对称的单硫烷烃(alkanethiol)单分子层在实验中测得对称电流的原因，发现了分子和右电极界面的局域态导致的Fano共振现象，并用实空间态密度的分布特征解释了这一现象。　　 ⑷在研究电子输运的基础上，我们进一步研究了分子尺度导体自旋极化的输运性质，探讨了一类全碳磁性复合纳米体系(即在碳纳米管的中心轴线上插入一维碳原子链)的自旋极化输运特性。结果表明：只要碳纳米管中一维碳链的原子密度比较低，一维碳链的引入就会导致在复合体系Fermi能级附近出现两条自旋极化的能带，这两条自旋极化的能带导致了自旋极化的透射谱和电流；多数自旋的电流出现了显著的负微分电阻现象，这是由在外偏压下左右电极能带的失配引起的。