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传统硅基电子器件受量子效应的限制，成为一项巨大的挑战，因此，寻求能够替代传统硅基电子器件的新兴分子器件是大势所趋。对分子器件电子输运性能的模拟及调控，已经成为纳米尺度器件的主要研究方向之一。基于电子输运性能，可以设计分子传感器、分子开关、隧道二极管等分子器件。卟啉分子因具有环型共轭平面结构，内环中心可与金属配位生成金属卟啉而广受研究者青睐。本文采用密度泛函理论(Density Functional Theory，DFT)和非平衡格林函数(Non-equilibrium Greens Function，NEGF)相结合的方法，首先利用苯乙炔分子作为卟啉分子meso位的取代基构成卟啉苯乙炔分子，在此基础上，中心掺杂铁、钒、镍原子搭建三种金属卟啉衍生物分子模型，分别命名为卟啉苯乙炔(P)、铁卟啉苯乙炔(FeP)、钒卟啉苯乙炔(VP)和镍卟啉苯乙炔(NiP)，对这四种分子的分子结构进行研究;然后在以上四个分子的基础上，进行双探针电子输运性质的研究;以及卟啉苯乙炔分子的四探针电子输运性质研究，输运性质主要从电流-电压特性曲线(I-V)、透射谱(TS)和局域态密度(LDOS)的特性进行分析。通过理论研究不仅解释了不同金属掺杂后的卟啉分子结构的差异，也为设计合成具有良好输运性质的卟啉分子器件提供了理论基础。
利用NEGF-DFT方法探讨了P、FeP、VP和NiP这四种分子的电子结构。结果表明，在卟啉分子中间掺杂金属可以使分子形成对称的结构;卟啉苯乙炔具有良好的稳定性，并且当分子中心掺杂金属时，其稳定性增加，分子结构稳定性顺序为FeP＞VP＞NiP＞P;FeP、VP和NiP三种分子结构与P相比较，其C-C、C-H、C-N键长均增大;以及分子能谱HOMO-LUMO带隙和前线轨道的HOMO-LUMO电子分布等分子特性均表明，其导电性顺序为FeP＞VP＞NiP＞P。
利用NEGF-DFT方法研究了P、FeP、VP和NiP四种分子的电子输运性能，其双探针电子传输体系主要从电流-电压曲线、透射谱和态密度进行分析。FeP的电子传递能力最强，其次是VP分子，而P的导电性最差;但是FeP和VP皆具有明显的负微分电阻特性。这为设计电子开关、隧道二极管等提供了优良材料。
利用NEGF-DFT方法研究了P分子的四探针体系的电子输运性质，以施加不同的栅极电压(VG=0.6V/1.0V)的PPA-0.6和PPA-1.0两个模型为对照组，结果表明，施加不同栅极电压和源极电压，具有相同的输运特性和开关特性，且栅极电压较大的模型电流更加稳定。这为多探针分子器件的研究方向提供了设计思路与理论依据。
利用NEGF-DFT方法探讨了P、FeP、VP和NiP这四种分子的电子结构。结果表明，在卟啉分子中间掺杂金属可以使分子形成对称的结构;卟啉苯乙炔具有良好的稳定性，并且当分子中心掺杂金属时，其稳定性增加，分子结构稳定性顺序为FeP＞VP＞NiP＞P;FeP、VP和NiP三种分子结构与P相比较，其C-C、C-H、C-N键长均增大;以及分子能谱HOMO-LUMO带隙和前线轨道的HOMO-LUMO电子分布等分子特性均表明，其导电性顺序为FeP＞VP＞NiP＞P。
利用NEGF-DFT方法研究了P、FeP、VP和NiP四种分子的电子输运性能，其双探针电子传输体系主要从电流-电压曲线、透射谱和态密度进行分析。FeP的电子传递能力最强，其次是VP分子，而P的导电性最差;但是FeP和VP皆具有明显的负微分电阻特性。这为设计电子开关、隧道二极管等提供了优良材料。
利用NEGF-DFT方法研究了P分子的四探针体系的电子输运性质，以施加不同的栅极电压(VG=0.6V/1.0V)的PPA-0.6和PPA-1.0两个模型为对照组，结果表明，施加不同栅极电压和源极电压，具有相同的输运特性和开关特性，且栅极电压较大的模型电流更加稳定。这为多探针分子器件的研究方向提供了设计思路与理论依据。