随着材料科学技术的快速发展，新型纳米材料和纳米器件越来越引起了人们的关注。由于纳米体系的量子尺寸效应，纳米材料和纳米器件通常展现出一些奇特的物理性质，因而在纳米电子学、自旋电子学等诸多科学领域中有着广泛的应用前景。另外，由于纳米集成电路的集成化程度越来越高，集成电路工作时不可避免地产生“废热”，如何将这些“废热”及时散发出去已成为该领域发展的一个瓶颈，其中一个既节能又环保的方法是利用高性能的热电材料，将产生的“废热”转化为电能合理地利用。本论文采用Landauer输运理论和散射矩阵相结合的方法、非平衡格林函数方法、分子动力学方法，研究了纳米结构和器件中声子的热输运性质、电子电导性质以及器件的热电转换性质，获得了一些有意义的结果。首先，利用非平衡格林函数方法和Landauer输运理论理论相结合，研究了石墨烯纳米异质结的弹道热电转换性质。研究表明不同的异质结对声子热导具有相似的影响，即热导值在常温下具有相似的变化趋势，且远小于相同宽度的理想石墨带的热导，并且随着温度的升高，热导不断增加。同时，我们发现由于异质结的两端宽度不同，导致声子的透射谱中出现了非总数量子化热导现象。然而，电子的透射对异质节的结构非常敏感，强烈地依赖于结构的几何细节。不同的结构会导致电子透射出现不同的振动，这种振动大大加强了系统热电转换的功率因子（the thermopower）。因此压缩的热导和加强的功率因子使系统具有很高的热电转换效应，在室温T=300K，其ZT因子可以达到0.6。其次，通过分子动力学模拟，我们研究了石墨炔纳米带的热导性质，发现石墨炔的热导性质具有很强的各向异性，对于具有相同尺寸（宽7.6nm长17nm）的石墨炔纳米带，armchair型纳米带（AGYNR）比zigzag型纳米带（AGYNR）的热导要高出15%，并且随着宽度的减少呈现增加的趋势。通过声子的色散关系对比，我们发现这种各向异性的热导性质是由于armchair型纳米带比zigzag型纳米带具有更高的声子群速度和更多的声子通道引起的，因此这种各向异性是材料本身固有的。这一研究结果对石墨炔纳米带在纳米电子学领域和热电转换领域的应用有重要的意义。接下来，在弹性连续模型近似下，采用模匹配技术，利用散射矩阵方法和Landauer输运理论相结合，研究了T型砷化铟（InAs）纳米线的声子输运、电子输运和热电转换性质。在计算声子热导时，我们分别计算了SH波、P波和SV波等三种波模的透射情况。结果表明，在温度极限T0时，热导趋向于普适的量子化值2k2BT/3h，且这些量子化值跟T型节的几何结构参量无关。但由于T型截面的散射，各种波模的热导都被极大地压缩，尤其是P波压缩得最厉害，因此其对总的热导贡献最少。系统总的热导也远小于理想的纳米线。另外，由于T型节对载流子的滤波效应致使电子的传输态密度发生局域形变，从而加强了热电转换的功率因子。高的热电因子和低的热导值使T型砷化铟纳米线具有很好的热电转换性能。研究表明其ZT因子可以在0.31.9之间进行调控。这种可以调控的热电性质对将来纳米热电装置的设计有很大的用处。然后，利用非平衡格林函数方法，我们对弯曲型石墨烯纳米带的热电性质进行了系统的研究，研究表明：不管是对两极都是zigzag型石墨烯纳米带的ZZ-GNRs，还是对两极是armchair型石墨烯纳米带的AA-GNRs，由于在中间散射部分zigzag纳米带与armchair型纳米带交替排列，从而引起了电子的共振射穿效应，保持了高的电导传输性质。另一方面，由于不同手性的石墨烯纳米带中声子模的不匹配和弯曲部分的表面散射作用，导致声子热导大大减少。因而，这些因素导致了弯曲型的纳米带具有很高的热电性能，并且这种热电性能可通过结构参数来有效调控。最后，利用非平衡格林函数方法和朗道输运理论相结合，我们系统地研究了硼氮纳米量子点的热电性质。研究结果表明：量子点系统的声子透射谱被有效地压缩，其声子热导大幅减少。另一方面，电子的透射出现了震荡现象，因而加强了体系的热电动势。加强的功率因子和被压缩的热传输性质，使得系统具有高的热电性质。本研究结果对高性能纳米器件的设计有一定的参考价值。