基于第一性原理的密度泛函理论和非平衡格林函数方法,研究了边界掺杂下锯齿型石墨烯纳米带(ZGNRs)中的自旋输运性质,结果显示:在ZGNRs边缘,利用单个铝(Al)或磷(P)原子替换碳原子后,ZGNRs中的电子输运呈现强烈的自旋效应.特别地,在Al掺杂的偶数个原子宽度的ZGNRs中,上自旋电流随着电压单调增长,而下自旋电流在1伏偏压左右出现明显的负微分电阻效应(NDR).其主要原因是替换边缘C原子的Al(P)原子为施主(受主)杂质,一方面使透射谱或电导发生自旋极化,另一方面在透射谱上杂质态在费米能之上(下)引入了一个透射谷.