碳纳米管以其独特的一维管状结构和新颖的物理化学性质，自被发现以来就成为纳米材料领域的研究热点之一。碳纳米管具有广泛的应用领域，比如电子器件、场发射器件、复合材料、生物医学、涂料等。但将碳纳米管投入实际应用之前，往往需要对碳纳米管的物理化学性质进行改性，使其具有我们所需要的性质。掺杂是对碳纳米管进行改性最有效的方法之一。碳纳米管在电子器件上的应用被认为是其最有前景和潜力的应用。所以本文主要研究掺杂对单壁碳纳米管的电子性质及其场发射性能的影响。　　第一，我们利用第一性原理方法研究了钾和铷掺杂(5，5)单壁碳纳米管的场发射性能。我们的研究结果表明钾或铷掺杂在(5，5)单壁碳纳米管的管帽顶端可以有效地降低其功函数(掺杂后的碳纳米管功函数约3.60-4.00 eV;未掺杂的碳纳米管的功函数约为4.44 eV)。这是由于掺杂后其费米能级得到了提高（主要原因），并且其真空能级得到了降低（次要原因）。所有钾或铷掺杂的(5，5)单壁碳纳米管都是半导体，并且其带隙(约0.12-0.55 eV)比未掺杂的(5，5)单壁碳纳米管的带隙(1.14 eV)相比小得多。未掺杂的(5，5)单壁碳纳米管的最高分子占据轨道和最低分子未占据轨道主要分布在管子的侧壁上，而钾或铷掺杂在(5，5)单壁碳纳米管管帽的最高分子占据轨道和最低分子未占据轨道主要分布在其管帽上。钾或铷掺杂之后碳纳米管管帽上的态密度在费米能级附近有明显的增强，这表明钾或铷掺杂的(5，5)单壁碳纳米管将会提供更大的发射电流密度。以上研究结果表明通过掺杂钾或铷，可以有效地提高(5，5)单壁碳纳米管的场发射性能。我们的研究结果提供了一种新的掺杂剂，并且可以更有效地改善碳纳米管的场发射性能。　　第二，我们利用第一性原理计算方法研究了具有不同结构配置的超细BC2N纳米管的结构、稳定性和电子性质。我们的研究结果表明，当碳纳米管和硼氮纳米管的片段平行于管轴或螺旋于管轴排列时，BC2N纳米管原有的圆形横截面的结构就会受到破坏。并且我们第一次发现了一种新颖的，同时具有扭曲的、螺旋的、和周期性的纳米管结构（类似DNA分子结构）。我们还发现BC2N纳米管的稳定性不仅依赖于B-N键的数量，而且还依赖于碳纳米管和硼氮纳米管片段的排列方式。所有(2，2) BC2N纳米管都是半导体，并且他们的带隙是可控的;然而(4，0)BC2N纳米管根据碳纳米管和硼氮纳米管片段排列方式的不同可以是导体或半导体。(4，0)和(2，2) BC2N纳米管的这些电子性质与其具有相对较大直径的BC2N纳米管相比是有区别的。我们的研究结果表明超小半径的BC2N纳米管也许在将来的纳米电子器件中存在潜在的应用。