低维纳米材料的发现和制备，推动了电子器件小型化、集成化、多功能化的快速发展。由于维度受限，许多独特的量子特征使其明显区别于宏观三维结构，表现出独特的物理化学性质，这些优越的性能为多功能量子化电子器件的发展奠定了基础。石墨烯作为低维材料体系重要的一员，具有完美的晶格结构和优异的电子特征，被视为代替传统硅基电子器件最具潜力的材料之一。人们通过各种手段对石墨烯的几何结构进行设计，实现对其电子结构的完美调控，以满足不同功能器件的需求。最近，具有空间螺旋型几何结构特征的石墨烯，即螺旋型石墨烯，引起了人们的研究兴趣。原因在于，螺旋型石墨烯同时具有单层石墨烯和多层石墨烯的结构特征和相互作用。其独特的几何结构和电子特征，为多功能电子器件的设计和制造提供了更多的可能性，具有潜在的应用前景和研究价值。　　本文主要研究螺旋型石墨烯在边缘掺杂、边缘异构和轴向应力作用下，电子结构和输运性质的变化特征。分析挖掘螺旋型石墨烯作为电子器件或自旋电子器件的输运机理，同时阐述层间相互作用对一维无限螺旋型石墨烯电子结构的影响，具体可分为如下内容：　　基于密度泛函理论(DFT)，结合非平衡格林函数方法，研究硫原子边缘掺杂对螺旋型石墨烯作为电子器件的影响。螺旋型石墨烯通过能与金原子进行强耦合的硫醇基团与金电极连接构建分子电子器件。研究表明，在外施偏压下，流经初始螺旋型石墨烯的总隧穿电流主要由载流子层间隧穿贡献，并未沿螺旋结构形成螺旋电流。而经过硫原子边缘掺杂，沿螺旋型分子边缘的载流子传输路径被打开，形成螺旋电流，而且总隧穿电流的强度在较大偏压条件下得到了明显增强。另外，隧穿电流对外施偏压的响应还展现出负微分电阻效应(NDR)。上述输运性质为螺旋型石墨烯作为异质结分子电子器件提供了理论预测。　　螺旋型石墨烯还可被应用于空间自旋电子器件。通过边缘异构化，引入碳六元环构建三角形边缘结构，可以诱导螺旋型石墨烯产生多种自旋极化边缘态，进而调控自旋极化载流子的隧穿模式。在外施偏压作用下，初始螺旋型石墨烯自旋极化输运特征只由锯齿型石墨烯电极贡献，层间隧穿依然是载流子的主要传输模式，且隧穿强度相对较弱。在边缘引入三角形结构后，螺旋型石墨烯的自旋输运特征得到了明显的增强，同时诱导自旋极化载流子向中间螺旋结构扩散。对于一些体系沿螺旋结构的边缘产生了完美螺旋电流。构建三角形结构数量和位置不同，相应的体系也展现出不同的自旋输运特征。　　一维无限螺旋型石墨烯在边缘异构和轴向应力的作用下，可以实现半导体——金属性的相变转换。在平衡状态下，具有自旋极化结构特征的螺旋型石墨烯并不显示磁性特征，原因在于较强层间相互作用抑制自旋极化的产生。随着轴向应力逐渐增大，层间相互作用逐渐减弱，从而诱导体系产生自旋极化。具有自旋极化特征的边缘异构螺旋型石墨烯在轴向应力作用下发生的相变过程为：非自旋极化金属性——自旋极化金属性——自旋极化半导体性。轴向应力可还以诱导一些边缘异构螺旋型石墨烯由间接带隙半导体转变为直接带隙半导体。另外，具有时间反演对称性的螺旋型石墨烯在布里渊区中心点处出现明显Rashba劈裂效应。