本论文采用密度泛函理论和非平衡态格林函数相结合的第一性原理计算方法,研究了分子尺度导体输运性质中存在的几个问题以及通过设计特殊分子得到有意义的输运特性。重点探讨了水分子对碳链输运性质的影响、团簇与电极之间的接触结构对其输运性质的影响、非对称有机物分子中的整流效应和电流开关现象。第一章介绍了分子导体的发展概况、人们探索分子导体的实验方法以及当前研究分子导体的主要理论方法,最后阐明了本论文研究的主要内容和意义。第二章是理论基础和计算方法部分。在介绍什么是第一性原理计算的基础上,详细介绍了第一性原理方法的密度泛函理论方法的理论基础和实际应用。最后详细地介绍了如何把密度泛函理论和非平衡态格林函数方法结合起来,进行分子导体输运特性的第一性原理计算及所采用的计算程序。第三章采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了非对称分子放置在两个金属电极之间时产生的整流现象。特别地,我们系统地研究了Al/HCOO-C₆H₄-（CH₂）_n-S/Al体系的导电性质。体系的平衡电导随着CH₂数目n（0≤n≤7）的增加而呈指数减少。体系的I-V曲线是非对称的（n≥2）:加负电压时,通过分子的电流非常的小;而加正的电压时,电流随着电压的升高而急剧增加且在特定的电压处出现了很大的负微分电阻。整流现象的产生源于分子本身结构的不对称性及其与左右电极接触时所产生的耦合不对称性。当n = 5时,我们得到了一个很好的整流系数～38。第四章采用密度泛函理论非平衡格林函数方法研究了旋转对团簇Au₇和Ag₃输运性质的影响。平面结构的Au₇和Ag₃团簇放在具有有限截面的Al（100）电极中。对于每种团簇,我们考虑了两种特殊的放置,平行和垂直。结果发现,旋转不同的分子团簇对器件产生的影响是完全不同的:在Al（100）-Au₇-Al（100）分子器件中,团簇Au₇水平放置时的平衡电导和电流比其垂直放置时的大得多;而在器件Al（100）-Ag₃-Al（100）中出现了恰好相反的现象。第五章我们应用第一性原理非平衡态格林函数的方法水分子对七个碳原子组成的一维原子链的输运性质的影响。碳原子链放在具有有限截面的Al（100）电极中。结果发现,碳原子链上的水分子的数目和放置的位置的不同将对体系输运性质产生很大的影响。特别有趣的是,单个H₂O分子对碳链平衡电导的影响随其摆放位置的不同而出现奇偶振荡,例如,当位于奇数编号的碳原子上时,电导取极大值,当位于偶数编号的碳原子上时,取极小值。将两个H₂O分子置于不同的碳原子正上方时,在不同的位置平衡电导相差很大,在某些特殊的情况下原本受到抑止的第三个本征通道也有较大的贡献。此外,我们还研究了放置两个水分子时,体系的电流-电压（I-V ）特性,随着水分子的数目和放置的位置不同,某些情况可能出现较大幅度的负微分电阻。