石墨烯纳米材料是目前凝聚态物理研究最为活跃的领域之一。这种只有一个原子层厚度的理想二维体系显示了不同寻常的特性,具有广泛的应用前景。本论文主要是利用ATK软件进行模拟计算,研究了几种石墨烯纳米材料的电子输运性质,并通过对其性质的模拟进行了相应的器件设计,提出了一些构建石墨烯纳米器件的设想。　　 我们首先介绍了石墨烯的晶体结构,然后从能带理论出发,计算了石墨烯的色散关系,进而推导出两种石墨烯纳米带(zigzag型和armchair型)的能带结构,并讨论了其性质。　　 其次分别研究了石墨烯纳米带的单空位和吸附缺陷对电子输运特性的影响。研究发现,各种缺陷效应对其能带结构和导电性能均产生重大的影响,其原因在于缺陷的存在破坏了石墨烯纳米带几何结构的对称性。进一步研究发现,从能量角度看,缺陷在石墨烯纳米带边缘处更趋稳定,与实验结果相吻合。　　 然后研究了金电极与石墨烯纳米带连接时的自旋极化效应。研究发现,当电极与中心散射区部分接触时,通过改变金电极与石墨烯纳米带的接触位置,可以得到两种不同的自旋极化电流。　　 最后研究了碳原子链石墨烯纳米带结中的负微分电阻效应。研究发现碳原子链石墨烯纳米带结的电子输运特性与结中碳原子链的位置取向有关,并且在这种结中发现了负微分电阻效应。本论文的理论研究得到的一些定性的结果将对石墨烯纳米材料在纳米器件的设计有指导意义。