石墨烯具有的丰富而奇特的物理性质及其在纳米器件方面的潜在应用吸引了人们极大的关注。但是，石墨烯是零带隙的半导体，这很大地限制了石墨烯在纳米器件方面的应用。研究表明石墨烯的能带结构可以通过把二维的石墨烯切割成一维的石墨烯纳米带来打开。然而，实验中由于制造工艺和精度的限制，石墨烯纳米带样品中往往会存在一些缺陷，或者吸附杂质原子和其他官能团，这将影响石墨烯纳米带的电学性质。反过来，如果可以精确控制缺陷或杂质，则可以调制石墨烯纳米带的电学或磁学特性。因此，本论文基于密度泛函理论，通过弯曲效应和金属原子(Au，Pt)掺杂对石墨烯纳米带的电学和磁学性质进行调制。具体内容包括以下几个部分:　　1.通过弯曲效应实现石墨烯纳米带电学和磁学性质的调制。计算结果表明:对于锯齿型石墨烯纳米带，小尺度的弯曲(89°≤θ＜180°)不影响锯齿型石墨烯纳米带的电磁学性质，其能带结构具有半导体的特性，并且带隙值与本征锯齿型石墨烯纳米带的带隙没有明显的差别，反铁磁态是体系的基态。大尺度的弯曲（θ≤88°）对锯齿型石墨烯纳米带的电磁学性质影响显著，虽然其能带结构仍是半导体特性，但带隙值明显的减小，非磁态是体系的基态，当弯曲角度θ=52°时，体系的基态从非磁态转变为反铁磁态。由此得出结论:在弯曲作用下，锯齿型石墨烯纳米带的能带结构是半导体性，其带隙值先保持不变，然后单调递减。体系的基态从反铁磁态转变到非磁态再到反铁磁态。我们把这些现象归因于纳米带弯曲处碳原子波函数的重叠。对于扶手椅型石墨烯纳米带，弯曲效应不改变扶手椅型石墨烯纳米带的半导体特性，但影响其带隙值的大小。　　2.通过金原子掺杂实现石墨烯纳米带电学和磁学性质的调制。结果表明:对于锯齿型石墨烯纳米带，当金原子位于纳米带的内部和边缘位置时，体系的基态表现为铁磁态和反铁磁态。当金原子掺杂在纳米带的中间和边缘位置时，锯齿型石墨烯纳米带呈现为自旋零带隙的半导体特性，而且该特性不依赖于纳米带的宽度，但依赖于金原子在纳米带中的掺杂浓度。因此，可以通过改变金原子在纳米带中的位置和掺杂浓度来得到自旋零带隙半导体特性。我们的研究结果提出了一种新的设计自旋零带隙半导体的方法。对于扶手椅型石墨烯纳米带，金原子掺杂对扶手椅型石墨烯纳米带电学性质的影响显著，将其从半导体性转变为金属性，且不依赖于金原子在纳米带中的掺杂位置。　　3.通过铂原子掺杂实现石墨烯纳米带电学和磁学性质的调制。结果发现，对于锯齿型石墨烯纳米带，当铂原子位于纳米带的内部、次边缘和边缘位置时，纳米带表现为半导体-金属-半金属的跃迁。我们把该现象归因于铂原子与锯齿型石墨烯纳米带边缘态间的相互作用，该作用改变了边缘态的电子占据。锯齿型石墨烯纳米带中半导体-金属-半金属的跃迁不依赖于纳米带的宽度，但依赖于铂原子的掺杂浓度。对于扶手椅型石墨烯纳米带，铂原子掺杂不改变扶手椅型石墨烯纳米带的半导体特性，但影响其带隙值的大小。