分子电子器件近年来已经取得了越来越多得关注。伴随着微电子学的实验技术的不断改进和理论方法的不断完善，利用单分子来构建功能电子器件已成为人们公认的最可能的发展趋势。近几年来，有许多理论研究组和实验研究组对单分子的电学特性进行了大量研究，并且取得了很多有意义的成果。人们发现小的共轭分子、单层或多层碳纳米管、大的有机分子(如DNA分子)具有很多有用的功能器件的特性，例如:分子开关、分子存储器、负微分电导、分子场效应管等特性，并且对此进行了论证报道。目前，对单分子及原子团簇的电学性质的研究领域已经逐渐发展成为一门独立的学科，这就是分子电子学或纳米电子学。然而目前在分子电子学领域的实验技术和理论水平都还不够成熟，不但从理论上很难与实验结果相符合，就是不同的实验组对同一分子进行研究的结果之间也会存在很大的差别。 存在以上问题的主要原因是，与电极相比，分子是体积很小的体系，因此外界因素的变化对分子的几何结构、电子结构的影响会很明显。而分子的电子结构直接决定着分子的电学性质。本文在量子化学计算的基础上，利用弹性散射格林函数的理论方法，对由金属-分子-金属构成的分子体系进行了计算。首先研究了在不同电极距离下，分子器件的电输运性质，讨论了电极距离对电极和分子结之间耦合常数的影响以及对分子器件伏安特性的影响，研究表明不同电极距离下，分子器件的电输运性质有较大变化，随着电极距离的减小金属电极和分子间的耦合常数增大以及分子器件的电流和电导增加。其次研究了不同苯环个数的稠环芳香烃分子器件的电输运性质，讨论了分子长度对分子器件电输运性质的影响以及在不同取代基(S、NC)下分子器件电输运性质的变化。研究表明分子器件的电阻和分子长度的关系与非弹性共振隧穿方程Rn=R0exp(β·S)符合的很好，即：随着分子长度的增加分子结的电阻呈指数形式的增加。不同终端原子对长度隧穿衰减因子β的影响较小，对有效接触电阻R0有较大的影响。进一步分析了电极和分子间耦合系数的变化和空间电荷转移情况对这一变化给出了一定的解释，理论模拟与实验结果之间有较好的符合。 本论文共有六章内容组成：第一章为综述部分，简要介绍了分子电子学的产生背景、该领域实验和理论发展现状和目前存在的主要问题；第二章介绍了多粒子体系自洽场计算的基本理论，包括波恩一奥本海默近似、哈特利-福克近似密度泛函理论；弹性散射格林函数理论、耦合系数以及隧穿谱的计算、如何计算分子器件的伏--安特性及其他相关物理量的计算在第三章中作了详细的推导；第四章到第五章介绍了本文所做的计算工作和研究结果，第四章分析并比较了不同电极距离下对苯二氰分子器件的电学性质。第五章研究了不同苯环个数稠环芳香烃分子器件的电输运性质，讨论了分子长度对分子导电性能的影响，同时讨论了不同终端原子下，分子器件的电输运性质。在第六章中对本文工作进行了全面总结，并对分子电子学领域未来的发展进行了展望。