本论文的研究工作是利用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法，通过第一性原理计算从理论上研究分子器件和磁性隧道结的量子输运问题。　　 根据散射态理论编写了介观系统的散射态计算程序。利用散射态计算程序研究了一维碳原子链、铁和Ni-BDT-Ni系统的散射态。通过对其散射态的深入分析，得到量子输运的物理图像。　　 本文研究了连嘧啶分子器件和二硫醇分子器件的输运特性。通过对分子器件进行简单的抽样，得到其平均电导和电导的统计分布。连嘧啶分子器件电导的理论计算结果大约是实验测量结果的40倍，二硫醇分子器件电导的理论计算结果与实验测量结果相差不大。通过改变金电极的表面结构和分子与金电极之间的距离，可以发现其对连嘧啶分子器件输运特性的影响较小，对二硫醇分子器件输运特性的影响较大。　　 研究了TTF-TCNQ分子器件的输运特性。从伏安特性曲线中可以发现，TTF-TCNQ分子器件存在负微分电阻现象。通过深入分析可知，负微分电阻现象来源于TTF-TCNQ的最低空态与右电极的电子态相互匹配而产生的共振隧穿。　　 研究了Fe/MgO/Fe磁性隧道结的输运特性。TMR随着偏压的增加而衰减，当偏压到达1V时TMR就基本上等于零。TMR随着偏压的增加而衰减来源于在左右铁电极的自旋处于反平行状态下隧穿电流随偏压的增加而增加。Fe/MgO界面的几何结构对Fe/MgO/Fe磁性隧道结输运特性的影响很小。Fe/MgO界面被氧化对Fe/MgO/Fe磁性隧道结输运特性的影响非常大。　　 本论文从理论上研究了若干纳米系统的量子输运问题，其中部分计算结果与实验符合得不错。这对于相关的理论和实验研究具有参考意义。