近年来随着石墨烯等二维纳米材料的相继发现，人们预期将这类纳米材料应用到电子器件中，能够使其更集成化、更高效。以石墨烯为例，石墨烯具有很多奇异的电子特性，但是由于某些缺陷，如缺乏带隙、磁性达不到实际要求等，使其应用于纳米电子器件领域受到一定限制。所以，人们通过裁剪、化学修饰（吸附、掺杂）、加外场以及加应力等方法来改变这类纳米材料的电磁特性，特别是化学修饰对于纳米材料功能化，使其满足一定器件要求具有重要意义。　　本论文利用基于密度泛函理论和非平衡态格林函数方法的第一性原理计算法，系统研究了化学修饰的一维半导体纳米材料的磁电子学特性，旨在为磁性纳米电子器件的设计提供参考。主要工作及发现如下:　　首先，对石墨烯和六角氮化硼这两种二维纳米材料做了简单的介绍，也详细介绍了笔者所使用的第一性原理方法。在此基础上，重点研究扶手椅型石墨烯纳米带的化学修饰，通过对其进行边缘修饰，得到AGNR-Mn、AGNR-Mn-H和AGNR-Mn-H2三种特殊纳米带结构。通过计算得出:在不同的磁性耦合下纳米带表现出不同的电磁特性。例如在AFM态时，AGNR-Mn结构为半导体，AGNR-Mn-H结构为半金属，AGNR-Mn-H2结构为金属。在FM态下，AGNR-Mn-H和AGNR-Mn-H2结构为半金属，而AGNR-Mn结构为金属。能量计算表明，构建的AGNR-Mn-H2结构具有稳定的磁性，由AGNR-Mn-H2结构所构成的电子器件，能在较大偏压范围内具有100％的自旋极化和双自旋过滤效应，以及明显的巨磁阻效应。同时，通过F原子和过渡金属Mn原子共同边缘修饰扶手椅型石墨烯纳米带，提出新的纳米带结构:AGNR-Mn-F2。计算表明，AGNR-Mn-F2结构比AGNR-Mn-H2结构更稳定，通过改变它的尺寸实现对其能带结构的调控，AGNR-Mn-F2结构具有优良的半金属性，并且，随着带宽的增加半金属性也随之增强。在不同磁构型下，其器件能够产生自旋极化率为100％的自旋过滤效应;作为自旋极化二极管，整流比能达到105;作为自旋阀，它的巨磁阻高达108％。此外，研究了AGNR-Mn-F2结构与AGNR-Mn-H2结构所构成的异质结的输运性质，结果表明F2-AGNR-Mn-H2异质结，在不同偏压下自旋过滤的极化率能够达到100％，作为自旋二极管，它的整流比能达到108，也能够实现高达108％巨磁阻，形成良好的自旋阀效应。　　最后，对扶手椅型硼化氮纳米带(HBNNR)采用过渡金属原子(TM)Mn、Fe、Co和Ni进行双空位吸附掺杂。计算表明，改变掺杂元素种类和掺杂位置时，扶手椅型氮化硼纳米带表现出不同的性质。例如Mn-H2-H4(FM)和Co-H1-H4(FM)结构具有良好的半金属性，Fe-H1-H3(AFM)和Co-H1-H2(AFM)结构具有双极化自旋半导体性质。