分子自旋电子学主要研究电子通过有机分子的自旋输运,涉及到多个学科领域。由于分子自旋输运在信息存储和传输方面具有巨大潜力,已受到物理、化学、生物界的广泛关注。最近,实验发现蛋白质分子是高效的自旋过滤体,而且这种手性分子具有自识别和自组装的特点。因此,对于研究在分子体系中出现手性诱发自旋选择性吸引了整个科研界的强烈兴趣。本文主要是研究单螺旋蛋白质类有机分子的自旋输运性质。通过使用哈密顿模型,利用Landauer-Büttiker函数方法,构建链状及环状单螺旋蛋白质分子模型,并结合理论分析,解释了简单的链状单螺旋蛋白质类有机分子中影响自旋输运的因素,及在量子环状蛋白质类有机分子中自旋输运性质及其热电、热自旋情况。首先,我们模拟研究了链状单螺旋分子的自旋输运性质。重点研究了由于外加电场与实验环境形成的外在因素（即栅电压的大小,方向和退相干强度）和外加电场与单螺旋蛋白质分子自身所具有的特殊螺旋结构等内在因素（即分子长度N,堆积距离,扭转角）对电子通过单螺旋蛋白质分子发生的自旋极化效应产生的影响。结论表明在外界因素一定的情况下,可以通过选择合适的单螺旋蛋白质分子的长度以及调节分子螺旋结构来提高单螺旋蛋白质分子对电子的自旋过滤能力。本文也分析了使得自旋极化最明显的最佳结构参数。研究结果表明,除了单螺旋分子的内在参数之外,退相干是增强自旋极化的重要因素。这项工作可以帮助优化蛋白质样单螺旋分子中的自旋极化。其次,我们还模拟研究了环状的蛋白质类单螺旋（SH）分子中的自旋极化输运性质。通过构建环状单螺旋蛋白质分子模型,重点研究了以下两方面内容。1.量子环状蛋白质类有机分子中自旋输运情况。通过图像我们可以观察到,臂间量子干涉能够增强电子传输过程中的自旋极化。此外,当在结构中引入局部磁通时,可以有效地调整自旋极化,包括极化强度和方向。然后在存在适当的磁通量情况下,当在引线之间施加有限偏置电压时,自旋极化也是明显的。这些结果意味着由局部磁通量修正的量子干涉是增强SH分子自旋极化的有效机制。这项工作有助于增强在带有SH分子的介观设置中的电子传输自旋极化作用。2.量子环中蛋白质类有机分子的热电和热自旋性质。我们观察到通过此环的热电和热自旋效应都是非常显著的。此外证明了当引入一个局部磁通时,可以有效地提高热自旋效应。因此,这项工作为增强一个系统中的热电和热自旋效应提供了可行的方案。基于此结果,我们认为这种量子环结构可以用于制作热电发电机或温度梯度传感器。此外,这种结构是热自旋发生器的有希望的候选者,因为它可以通过非磁性手段产生具有可调偏振方向的显著的自旋电流。本论文主要的意义在于:蛋白质类有机分子材料是自旋电子器件的最佳候选者之一,对其电子及自旋输运特性研究是一个崭新的领域,这方面的研究还处于起步阶段。本文的研究能够推进并丰富这一领域,通过从微观角度模拟计算研究蛋白质类有机分子体系中的电子及自旋电子器件提供了理论依据并发现潜在的应用价值。