目前，基于密度泛函理论与非平衡态格林函数相结合的方法已经非常广泛的应用于分子电子学、凝聚态物理和计算材料科学等。该方法既可以应用到解释有关的实验结果，还可以给出微观物理图像，同时可以对器件性质进行理论预测。随着社会和科技的进步，人们对器件不断小型化的需求日益增加，科学技术发展的必然趋势将是应用单分子来构造功能化电子器件，而那些具有稳定结构的有机分子必定会在这样的环境下发挥重要作用。本论文在阐述金属酞菁分子研究进展的基础上，应用密度泛函理论和非平衡态格林函数方法，深入研究了自由酞菁分子器件和各种过渡金属酞菁分子器件的电子输运性质。重点研究工作主要集中在通过自由酞菁(H2Pc)和金属酞菁(MPc=Ni，Fe，Co，Mn，Cr)分子连接到金纳米线电极构成分子器件系统来研究它们的输运性质和自旋过滤。　　1.首先，本文介绍了酞菁分子的概况、MPc分子的研究现状与进展以及对本文所采用的理论与计算软件进行简要介绍。阐述了在外加偏压下，研究自旋电子器件的自旋极化量子输运性质的计算方法和运算流程。　　2.利用非平衡态格林函数(NEGF)与密度泛函理论(DFT)相结合的方法研究自由酞菁分子器件输运特性。首先构建模型并优化了Au-H2Pc-Au系统，然后计算和分析了体系的输运性质。计算结果显示该分子器件中的电流随电压的增加有非线性增加的现象，并且这种现象与通过分子器件的透射系数有关。随着偏压的增大，输运窗口逐渐变宽，进入输运窗口的透射谱的峰起到主要贡献。还发现随着偏压的变化，整个透射谱也会发生移动。　　3.最后采用基于密度泛函理论和非平衡态格林函数形式的第一性原理方法研究金属酞菁(MPc=Ni，Fe，Co，Mn，Cr)分子连接到金纳米线电极的自旋输运。计算结果表明尽管中心金属阳离子不同，但电流仍显示出相同的趋势。当偏置电压从0开始增加时，电流也随之增加。CrPc体系自旋过滤效率达到约0.8，而MnPc和FePc体系的自旋过滤效率甚至可达到100％，与CrPc，MnPc和FePc体系相比，CoPc体系的SFE值非常小，特别是NiPc体系，它的SFE值为0。这意味着MnPc，FePc和CrPc分子器件显示出与CoPc和NiPc相比更加完美的自旋过滤效果。此外，在FePc体系的I-V曲线中，当偏压从0开始增加时，电流随之增加，然后在电压达到约0.1V时，电流达到最大值，之后随着偏压从0.1V到0.2V增加，电流开始迅速下降，出现负微分电阻(NDR)现象，通过计算不同偏压下的透射系数，对负微分电阻现象进行了进一步分析。这些结果将有助于设计纳米自旋电子器件。