集成电路对于现代人类社会发展具有无可替代的作用,然而随着技术的进步,集成电路中的发热和散热问题成为其发展的瓶颈之一。为了突破这一瓶颈,人们提出了热自旋电子学,兼具自旋电子学和热电子学二者的优点,为未来新型集成电路的设计提供了新的思路。在热自旋电子学中,热温度梯度驱动的纯自旋流器件,因其内部只有自旋流,没有电荷流,器件中没有由电荷流产生的焦耳热,对于解决集成电路发展过程中的热问题非常重要。基于热自旋电子学制造的器件在运算速度、集成度、能耗等方面相比于传统电子器件具有较大优势。本文基于第一性原理计算,研究了如何在锯齿形石墨烯纳米带中实现纯自旋流,主要工作如下:1.本文在锯齿形石墨烯纳米带的单边沿带宽方向引入连续反量子点（六元环缺陷）。计算结果表明,反量子点的引入使得器件的透射谱在费米能级附近呈现“X”形交叉。在温度场下,费米能级附近的自旋塞贝克系数具有相反的符号。通过微调器件的化学势可以获得纯自旋流。并且对于W链宽的纳米带,当连续引入（W/2-1）个反量子点时,即可获得最大纯自旋流。2.本文在锯齿形石墨烯纳米带的单边外延等腰三角形,器件的透射谱虽然在费米能级附近呈现“X”形交叉,但是透射曲线斜率较小,不利于获得较好的纯自旋流。因此考虑在纳米带双边外延等腰三角形,发现“X”形交叉的透射谱得以保留并且曲线的斜率较大。在温度场下,通过微调器件的化学势获得纯自旋流。