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利用密度泛函理论和非平衡格林函数方法，研究了两类基于不同接触结构的原型分子电子器件--基于金-氮(Au-N)接触结构和钌-碳(Ru-C)接触结构的分子结--的导电特性。
Au-N接触具有相对确定、可重复性高的实验结果，希望通过对它的研究能够深入理解分子轨道与电极相互用的机理以及分子轨道在电子输运过程中所起的作用。而Ru-c接触具有很强的耦合，并且能够提供基于Л型键合的导电通道，计算结果表明这是一种导电特性优越、易于实验控制的新型理想接触构型，对未来分子电子器件的构建有重要意义。
对基于Au-N接触的原型分子器件，深入研究了接触区域几何构型对其电子输运特性的影响、各分子轨道在基于Au-N接触的简单原型分子器件中的作用以及如何通过接入官能团调节此类器件的电子输运特性。首先，通过对4，4-联吡啶分子直接接入金电极(直接接触)和通过一个凸起的Au原子接入金电极(间接接触)两种模型的研究，发现两种输运体系的费米能级与中间分子最低非占据分子轨道(LowestUnoccupiedMolecularOrbital，LUMO)的相对位置受到接触区域几何构型的巨大影响，使两种构型的导电特性有很大差异。选取更为简单的金电极-对苯二胺-金电极(Au-Ph(NH2)2-Au)分子结深入分析分子轨道在电子输运过程中的作用，发现具有良好共轭Л键连续性的最高占据分子轨道(HihgestOccupiedMolecularOrbital，HOMO)和HOMO-2在输运中起主要作用，并且体系的导电特性不依赖于分子与电极的键合方向。借助N的同族元素磷(P)与金电极的接触，验证了从Au-Ph(NH2)2-Au分子结模型得到的结论，而且发现由于P与金电极的耦合更强，体系所表现出的导电性能更好。在基于Au-N接触的分子结中间分子上接入不同的给电子、得电子基团，可以使各分子轨道与输运体系费米能级的相对位置发生改变，从而使各输运体系在费米能级附近给出不同的透射特性，实现对分子电子器件导电特性的调控。
对基于Ru-C接触的分子结，在研究共轭Л键连续性和分子与电极接触位置对其电子输运特性影响的基础上，还探讨了基于Ru-C接触的分子结模型作为理想分子导线的可能性以及利用钌电极构建原型分子器件时对中间分子、分子轨道的敏感性问题。通过讨论钌电极-辛烯链-钌电极(Ru-Octene-Ru)分子结模型，发现烯链可沿分子骨架形成连续性很好的共轭Л键，并通过与钌电极的相互作用将其延伸到电极之中，形成很好的导电通道，给出很好的透射(费米能级处的透射几率为0.61)；而当烯链或Ru=C接触处的共轭Л键连续性被破坏时，电导都会急剧减小。进一步研究发现，通过不同的接触位将烯链接入钌电极之间，各分子结都可以给出良好的导电特性，而且在低偏压下各体系的电流差异小于9％。当将包含不同奇、偶个数的碳原子链接入到钌电极之间时，所形成的分子结输运特性并不随着碳原子个数的增加而改变，分子结在费米能级处都给出了两倍于Ru-Octene-Ru分子结的透射几率，有望应用于构建理想分子导线。只要在钌电极之间接入共轭Л键连续性很好的中间分子，并且分子与钌电极发生很好的耦合，分子结就能够给出很好且相似的透射特性，这对于未来分子电子器件的构建具有重要意义。