碳纳米管自被发现以来，由于其性能优越，正被应用于越来越多的领域中，尤其在纳米电子学领域，更有广泛的应用前景。越来越多的研究表明：在电子电路中，碳纳米管场效应晶体管可起到代替硅晶体管的作用，使其未来应用于纳米集成电路成为可能。本文首先介绍了碳纳米管的基本特性；接着对基于非平衡格林理论的碳纳米管场效应管建模进行了分析研究；论文主要工作是研究了碳纳米管场效应晶体管的沟道长度和源/漏掺杂浓度对其输运特性的影响，同时为了改善碳纳米管场效应管的输运特性，提出了一种异质双栅电极结构的场效应晶体管来提高电子输运效率。利用量子输运模型，基于非平衡格林函数理论，分别得到碳纳米管场效应管在实空间和模式空间中相应物理量的格林函数表达式，并通过自洽求解薛定谔方程和泊松方程得到了碳纳米管场效应管相应的电学参数。在对碳纳米管场效应管建模的基础上，系统地研究了沟道长度及源漏区掺杂浓度对碳纳米管场效应晶体管器件的导通电流、关断电流、阈值电压、亚阈值摆幅、开关态电流比及双极性传导等输运性质的影响。结果表明，当沟道长度小于15nm时，随沟道长度减小，导通电流增大，但同时关断电流也相应增大，导致器开关态电流比减小，阈值电压减小，亚阈值摆幅增大，且双极性传导现象和短沟道效应严重。这时，通过适当降低源/漏掺杂区掺杂浓度，能有效地减弱碳纳米管场效应晶体管器件的短沟道效应。为进一步改善碳纳米管场效应晶体管器件输运性能，本文提出了一种异质双金属栅电极结构的碳纳米管场效应晶体管器件，理论研究表明，异质双栅结构器件可比单金属栅器件具有更大的通态电流，并且能很好地减小热电子效应、漏诱导势垒降低效应和双极导电性等优点，更为重要的是异质双金属栅电极结构的碳纳米管场效应晶体管能有效克服现有研究中存在的改善器件性能需要以减小通态电流为代价的不足，并且能有效提高器件的电子输运效率，有利于应用于高速/高频电路中。