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Graphene表现出来的优秀电子性质使其在纳米电子学领域中有着巨大的潜在应用价值。本文基于第一性原理的方法系统的研究3d金属Co、Ni与graphene构成三明治结构的磁隧穿结（TMJ）模型的电子性质、磁性特征对界面势垒的影响，主要的研究内容和成果如下： （1）我们研究了Co与石墨烯构成三明治结构的磁隧穿结模型的电子性质及磁性特征对平面结界面势垒的影响。我们考虑了graphene与Co电极的中心反演对称（C-s）与镜面对称（M-s）两种堆垛形式，在这两种对称结构下左右电极无论处于铁磁态(FM)还是反铁磁态（AFM）构型，由于功函数的差异电子从Co电极转移到graphene并且随着Co电极层数的增加graphene与Co电极间电荷转移趋于饱和，从而导致平面结界面处Co原子的磁矩以及界面势垒变化逐渐趋于稳定，我们发现通过更改两个电极的磁性构型可以有效控制界面的C-s或者M-s的结构形态； （2）我们研究了左右电极为Ni与石墨烯构成三明治结构的磁隧穿结模型，同样我们也考虑了graphene与左右Ni电极的中心反演对称与镜面对称两种堆垛形式，无论使左右电极处于FM/AFM态下，通过对能量、电荷转移、界面势垒这几个方面的分析我们得到在外磁场时Ni/graphene/Ni最稳定结构为C-s界面结构； （3）我们研究了左电极为Ni右电极为Co与graphene构成的磁隧穿结模型Ni/graphene/Co,graphene与左右Ni（Co）电极有中心反演对称与镜面对称两种堆垛形式，在这两种对称结构下左右电极无论处于 FM、AFM构型下，我们发现由于功函数的差异电子从Ni、Co电极转移到graphene并且随着层数的增加graphene与Ni、Co电极的电荷转移量逐渐趋于饱和；由于Ni、Co电极与graphene电荷的转移量不同，从而引起Ni-graphene与Co-graphene之间界面势垒的差异。