为实现材料的功能化,在未来的量子能源、催化和光、电器件等领域真正大规模的应用,需要对材料的电子结构和性质进行可控的调制。通过构建纳米带、异质结、掺杂和吸附以及外加电场和应力等手段,可以实现对二维材料力学、热学、光学和电学等性质的调控。本文基于磷烯优异的各向异性力学性质,采用密度泛函理论结合非平衡格林函数的理论方法,利用Device Studio和Nanodcal等软件,通过外加应力（面外应力、弯曲应力）、掺杂（电子、空穴掺杂）等方式对磷烯、磷烯纳米带以及磷烯-硼碳二磷异质结的电子结构与输运性质进行有效调控,从原理上设计一些结构新颖、性能优异、功能可调的电子器件。第一章为绪论部分。在阐述磷烯的空间结构及其优异的特性基础上,介绍磷烯的两种纳米结构以及调控磷烯电子性质的方法,最后总结本论文研究的科学意义和主要的研究内容。第二章为理论基础部分。首先简要介绍第一性原理方法,求解多粒子体系薛定谔方程时采用的绝热近似、Hartree-Fock近似等方法。其次介绍密度泛函理论、密度泛函理论结合非平衡格林函数第一性原理计算方法以及介观体系量子输运基本理论。最后对使用的相关软件包Device Studio和Nanodcal进行介绍。第三章采用密度泛函理论结合非平衡格林函数第一性原理计算方法,研究中心散射区长度以及弯曲应力与面外应力对非共线电极磷烯器件电子输运性质的影响。研究结果表明,器件沿扶手椅方向的电子透射系数关于能量呈对称性分布,沿锯齿方向的电子透射系数随能量呈非对称分布。中心散射区长度达到8L以后,散射区长度的变化不再引起磷烯器件电子透射系数定性的变化。0～60°弯曲角度对磷烯器件电子输运性质影响较小,-15%的面外压缩应变显著地增强磷烯器件沿扶手椅方向/锯齿方向的电子透射能力,+15%的面外拉伸应变稍稍减弱磷烯器件沿扶手椅方向/锯齿方向的电子透射能力。当面外应力与弯曲应力同时作用于器件时,磷烯器件的输运性质主要受面外应力调控。第四章基于密度泛函理论与非平衡格林函数相结合的第一性原理计算方法研究扶手椅边缘与锯齿型边缘磷烯纳米带器件电子输运性质及其应力调控。研究结果表明,扶手椅边缘磷烯纳米带电流在偏压绝对值为0～0.40 V范围内线性增大,在偏压绝对值为0.40～0.80 V范围内振荡变化,在偏压绝对值为0.80～1.00 V范围内逐渐减小;锯齿边缘磷烯纳米带电流在偏压绝对值为0～0.30 V范围内快速线性增大,在偏压绝对值为0.30～0.60 V范围内振荡变化,在偏压绝对值为0.60～1.00 V范围内迅速增加。此外,还系统研究弯曲应力对扶手椅边缘和锯齿边缘磷烯纳米带电子输运性质的影响,研究发现扶手椅边缘磷烯纳米带对弯曲应力更加敏感。以上研究结果得到系统电导及偏压窗口内电子透射系数积分面积有力印证。第五章采用密度泛函理论与非平衡格林函数相结合的第一性原理计算方法,研究有限偏压以及N型电子和P型空穴掺杂对扶手椅边缘及锯齿边缘磷烯-硼碳二磷异质结器件电子输运性质的影响。研究结果表明,扶手椅边缘与锯齿边缘磷烯-硼碳二磷异质结器件电流在低偏压下线性增加,电流随着偏压绝对值的增大呈非线性变化。相对于同样宽度的磷烯纳米带,扶手椅边缘磷烯-硼碳二磷异质结器件电流增长快于扶手椅边缘磷烯纳米带,锯齿边缘磷烯-硼碳二磷异质结器件电流增长慢于锯齿边缘磷烯纳米带。扶手椅边缘磷烯-硼碳二磷异质结器件电导在P型空穴掺杂浓度0.001 e/atom～0.01 e/atom范围内提高或降低20%,在N型电子掺杂浓度0.001 e/atom～0.01 e/atom范围内振荡下降;P型空穴掺杂使锯齿边缘磷烯-硼碳二磷异质结器件电导振荡上升,N型电子掺杂使锯齿边缘磷烯-硼碳二磷异质结器件电导先增大后减小再增大。第六章系统总结本文的研究方法、内容与结论,并简要阐述论文的创新点及其科学意义,对后期的工作进行简要展望。