本硕士论文以理论模拟作为主，着眼于21 世纪的科技发展趋势和动态，密切围绕有机光电功能材料的光电性质、纳米材料与纳电子学、纳米光子学与单分子光谱学三大主题，研究解决这些问题具有挑战性，也是目前低维凝聚态物理，纳米科学与技术等交叉学科的前瞻性研究内容。 本硕士论文的具体研究内容摘要如下： 1．本论文的第一部分的主要研究内容是结合有机电致发光器件的光电物理特性，采用量化计算分子模拟等理论手段，对有机嵌段寡聚物的电子态和光电物理特性及其相关机理进行探讨。改变噻吩单元和噁二唑单元的数目可以有效的控制这些嵌段寡聚物的电子态和光物理学性质。这些结果为控制p-n异质结寡聚物的能带提供了有用的理论指导并且为深入研究该异质结寡聚物系统提供了基础性的见解。 2．在第二部分，我们采用紧束缚模型的理论框架研究形变的碳纳米管的电子结构与光学性质，并计算得到了色散关系和电子态密度。进一步地，我们详细地描述了在拉伸，压缩，扭转等形变模式情况下的碳纳米管的能带结构和光谱特性，并解释了态密度，Van Hove 奇点等电子态密度特性和光谱吸收特性与形变的碳纳米管的力学应变之间的关系。这些结果可以用来指导构建基于碳纳米管的纳电子器件，为推动纳米材料及纳电子学向纵深方向上发展提供了很有意义的探讨。 3．在第三部分，我们通过布朗运动和波函数Monte—Carlo方法模拟蛋白质大分子的折叠动力学过程及其上的单分子对的荧光共振能量转移的光发射过程，以研究纳米尺度单分子水平上的光子学现象。进一步地，我们通过应用小波分析方法来处理模拟得到的单分子对荧光共振能量转移谱实验数据，并揭示蛋白质折叠的能量景观和蛋白质的折叠动力学过程。我们发现小波分析能很好的揭示出蛋白质折叠动态过程中的不同的过渡态之间的转换。此部分工作，进一步深化并丰富了本硕士论文的研究内容。