本文首先对分子器件的研究概况做了简单的介绍,并着重介绍了单分子器件的理论研究和实验研究。其次,介绍了建立在杂化密度泛函理论基础上的研究单分子器件电子输运性质的弹性散射格林函数方法。最后,应用该方法研究了以二维单层黑磷、蓝磷及从蓝磷烯到硅烯的各个分子结构组成的分子器件的电子输运特性。最近,关于分子器件的研究迅速发展,应用前景广泛。自从石墨烯被发现,它以独特的电子能带结构,被广泛应用在电子器件、热电器件、微电子以及能源等领域。然而,石墨烯的零带隙不能实现半导体的逻辑开关,限制了其在半导体和光电领域中的应用。因此,其他更多新的二维材料吸引了研究者们的眼球并表现出优异的物理特性,例如过渡金属硫化物和基于硅、锗、硼、磷的二维材料等。在本文中,鉴于二维材料磷烯和硅烯的良好特性,我们构建了单层黑磷和蓝磷分子分别与金电极结合的Au-P-Au扩展分子结,并运用第一性原理结合非平衡格林函数方法研究了Au-P-Au扩展分子结的电子输运特性以及外加X-Z向应力对分子结能隙和伏安特性的影响。在此基础上,我们还深入探索了从蓝磷烯扩展分子结通过硅原子替代过渡到硅烯扩展分子结过程中电子输运特性的变化规律。通过计算发现,伏安特性曲线中单层黑磷扩展分子结产生的最大电流（3.5 n A）比蓝磷扩展分子结（1.5 n A）的大二倍多,并且在0.75～2.00 V较大范围内产生了稳定电流,有望应用于分子电路中的稳流器件;由二者能量最低点出发,外加拉伸应力和压缩应力时导致能隙不断降低,分别减小了0.67 e V和1.33 e V,并使伏安特性曲线中明显的量子化台阶逐渐消失,电流和电压呈现近线性关系,出现了类似金属的I-V关系特点。此外,从蓝磷烯到硅烯各个扩展分子结的最大电流值有所起伏,整体呈现出类似“三角形”峰值曲线的变化趋势。其中,Au-Si₁P₁-Au扩展分子结的电流值不仅占据了峰值曲线的最高点（15.0n A）,而且在偏压为0.70～2.70 V范围内输出了最稳定电流,这将在稳流器件的应用中具有很大潜力。随着硅成分的增多,在分子结模型的伏安特性曲线变化中也出现了量子化台阶逐渐消失的趋势,即出现了类似金属的性质。