本文的主要内容是二维半导体材料介观输运的研究,其中包括石墨烯,硅烯,二硫化钼等二维材料。研究方法以理论分析和数值计算为主,利用matlab和nanodcal软件进行数值分析。第一章绪论部分,本文介绍了几种前沿的低维半导体材料,例如石墨烯,过渡金属硫化物,硅烯等。第二章,本文介绍了量子输运研究的理论计算方法,例如第一性原理和格林函数方法。第三章,我们对石墨烯p-n结的Klein隧穿效应进行了深入的分析。我们采用了紧束缚模型,运用非平衡态格林函数方法(Non-equilibrium Green’s function,NEGF)计算了石墨烯p-n结在磁场下的输运性质。在研究过程中,我们利用洛伦兹力图像对透射率曲线的侧向偏移进行定量的分析。经过研究,我们得到了透射率曲线与不同变量之间的关系。另外,通过研究垂直磁场作用下狄拉克费米子沿着回旋轨道运动特点,分析入射角和透射率的关系,我们得出了隧道效应在石墨烯p-n结中的有效的能量范围。第四章,我们研究了中心区域收窄的硅烯纳米条带的输运性质。首先计算了硅烯纳米带在中心区域加电场的能带性质。接着,我们探讨了硅烯异质结在电场和应变作用下的输运特性。我们发现硅烯纳米带在电场作用下可以打开一定的能隙,能隙的大小取决于施加的电场大小。另外,我们发现外加应力对硅烯纳米带的能隙没有影响,但改变了能带的结构。随后,我们讨论了硅烯纳米带在应力和电场作用下的电导率和谷极化曲线。最后,我们还对硅烯纳米带在电场和磁场作用下的透射特性进行了讨论。第五章,本文利用第一性原理完成了单层二硫化钼的自洽计算。本文还计算了二硫化钼的能带结构。我们证实了体块二硫化钼与单层二硫化钼的不同之处,单层二硫化钼晶体是一种直接带隙半导体,其能带在K点的带隙为1.7eV左右。我们计算了单层二硫化钼的透射率,比较了不同门电压下透射率的变化。