石墨烯具有单原子层的二维六角蜂窝状结构,厚度为一个到数个原子层,以其超大的自旋弛豫时间和长度、高迁移率等性质,吸引了实验和理论上广泛的研究兴趣。硅烯是类似石墨烯而起皱的平面结构,很多性质与石墨烯相同。石墨烯纳米带和硅烯纳米带可以认为是对石墨烯和硅烯进行尺寸限制得到的材料。石墨烯和硅烯有希望成为自旋电子器件的构建材料。　　本文利用密度泛函理论结合非平衡态格林函数的方法,研究了偏压下锯齿型石墨烯纳米带(ZGNR)、硅烯纳米带(ZSiNR)、线性碳链以及石墨烯磁隧穿结Ni/Grn/Ni(n=2,3)的自旋输运性质。本文发现考虑的所有六种宽度的ZGNR和ZSiNR都具有巨磁阻,最大可达3300％和1959％,磁阻的最大值比实验最好值大数倍;都具有自旋过滤效应,自旋过滤效应的符号可由偏压控制。本文发现线性碳链的电流是自旋极化的,在某些偏压下自旋过滤效应的幅度可达90％,且自旋过滤的符号可随偏压变化而改变;发现Ni/Grn/Ni结的最大隧穿磁阻达347％(n=2)、3059％(n=3),与当前磁隧穿结的磁阻相当或大一到两个数量级;在两铁磁层磁取向平行位型下,自旋过滤效应可达82％(n=2)、97％(n=3)和99.9％(n=4);Ni/Gr3/Ni结在两铁磁层磁取向平行的位型下出现峰谷比为5.6的负微分效应。　　锯齿型石墨烯纳米带、硅烯纳米带、线性碳链、石墨烯基磁隧穿结的磁阻、自旋过滤效应和负微分效应使其在未来纳米自旋电子学领域具有潜在的重点应用价值。