超导电性作为宏观量子现象与材料科学、器件物理、仪器技术和基础物理密切相关,一直以来是重要的研究领域。由于二维（2D）超导体在光电子和微电子器件中有着广泛的潜在应用,随着近些年纳米技术的快速发展,2D超导体得到了更广泛的关注。如何在2D材料中实现超导电性,成为了科学家努力探索的方向。理论研究,作为目前设计新结构和探索新性质的一种有效手段,不受苛刻的实验条件限制,并且能对材料的性质做出准确的预测,往往都能给实验提供直接探索线索。最近硼烯（borophene）作为一种单原子层的2D材料,展现出优异的超导电性,极大地扩充了硼化学和2D超导材料领域。然而,2D硼化物的超导电性在实验和理论上都鲜有被报道。2D硼化物也有可能像体相的硼化物一样具有优异的电子性质,机械性质,甚至是超导性质。鉴于实验上直接设计合成新型的2D材料的艰难性,本论文结合群体智能和第一性原理计算方法,从理论上搜索和设计了几种新型2D硼化物结构[Mo₂B₂,W₂B₂,XB₆（X=Ga,In）,B₂O],并系统地分析了它们的稳定性,化学键本质,电子结构和超导电性及外部条件对其超导电性的影响。为了给实验合成我们预测的结构提供理论依据,我们从理论上推荐了它们各自适合生长的衬底材料。主要研究内容:（1）结合结构搜索和第一性原理计算,搜索了Mo-B体系潜在的2D结构,按照能量越低越稳定的原则,我们主要关注了最稳态结构tetragonal（tetr-）-Mo₂B₂及能量稍高的亚稳态结构trigonal（tri-）-Mo₂B₂。它们的超导转变温度（T_c）分别为3.9和0.2 K,并分析了它们超导电性差异的内在原因。（2）在W-B体系中,通过结构搜索得到了四种2D钨化硼结构(tetr-,hex-,tri-W₂B₂和hexagonal（hex-）-WB₄,它们都是本征的金属材料。我们探讨了自旋轨道耦合（SOC）作用对它们电子结构的影响。进一步研究发现,只有tetr-和hex-W₂B₂是本征2D超导体,T_c分别为7.8和1.5 K,而tri-W₂B₂和hex-WB₄仅仅只是普通的金属材料。在考虑自旋轨道作用后,超导体的T_c下降了约38.5%。同时也模拟了电子掺杂和应变的外部条件影响,表明了它们超导性质的可调控性。（3）在XB₆（X=Ga,In）体系中,系统地搜索得到了rect-,hex-Ga B₆,rect-和hex-In B₆稳定的2D结构,对比分析了它们与同主族rect-Al B₆超导体的在电子结构,电声耦合的差异。计算结果表明rect-,hex-Ga B₆,rect-和hex-In B₆都是本征的2D超导体,T_c分别为1.67,14.02,7.77和4.83 K。与独立状态相比,压缩应变和拉伸应变显著提高hex-In B₆的T_c,而拉伸应变抑制其它体系的T_c。（4）在硼烯单层中,B原子的失电子性质使B-B键不稳定,特别是在富氧条件下。因此,我们关注了一种能量最稳定的单层硼烯氧化物,B₂O。通过分子动力学模拟,显示出了1500 K以上的熔点温度,适合在高温环境中应用。通过对机械性质的研究,展现出了与B-B,B-O化学键分布有关的各向异性的机械性能。通过对电子结构的研究,证明了它是一种较强的狄拉克材料,具有较高的费米速度。通过电声耦合分析,证明了它是一种本征超导体,T_c为10.5 K,高于最近报道的绝大部分2D金属硼化物超导体。这是由于O原子的参与同金属原子相比增强了体系的声子振动,为我们后续设计更高T_c的2D超导体提供了线索。