近年来,碳纳米管结构受到了广泛的关注和研究。迄今为止,人们研究了碳纳米管各种各样的结构及其电子性质。在实验上,一种碳基纳米环结构([n]cycloparaphenylenes)([n]CPPs)被成功地制备出来。从结构上来看,碳基纳米环与碳纳米管有着类似的结构。这些新结构的发现,引发学术界的广泛关注,给碳纳米器件带来更加广阔的应用前景。基于此,本文根据第一性原理,采用密度泛函理论与非平衡格林函数相结合的方法,研究了碳基纳米环的电子输运性质及其物理机制。本文的主要研究内容如下:首先,以[6]CPP为例,研究了不同的碳链电极接触几何构型对于其电子输运性质的影响,并且发现了负微分电阻效应。另外,对连接金电极的不同尺寸的碳基纳米环的电子输运性质的研究都发现了负微分电阻现象。因而,负微分电阻效应是碳基纳米环的固有特性。其次,对[6]CPP结构掺杂了过渡金属原子Fe、Co、Ni后,进一步讨论了它的自旋输运性质。研究结果发现,Fe和Co掺杂系统具有高度的自旋极化输运特性,但是Ni掺杂的系统体现出的是非自旋极化的输运特性。最后,还研究了在栅极电压作用下的碳基纳米环结构的电子输运性质。研究结构表明,栅极电压的作用对碳基纳米环的负微分电阻效应有更明显的调节作用。因为栅极电压的作用在实验上更容易实现,所以对今后的分子器件的研究、制备有更大的益处。