探索新型二维功能材料已成为材料科学与凝聚态物理领域的研究热点。近年来过渡金属硫族化物的成功制备为人们研究二维材料提供了绝佳平台,并取得了较大进展。在过渡金属硫族化物家族中,由于元素种类的丰富性,以及结构组成的多样性致使人们对二维过渡金属硫族化合物的认识还处于初始阶段。目前仍然还有很多问题有待进一步研究,例如石墨烯的零带隙特性、磷烯具有较差的结构稳定性、二硫化钼的载流子迁移率较低等缺点,阻碍了这些二维材料在半导体器件中的成功应用。然而,要解决这些问题,最有效的途径是根据材料功能和性质的需求从原子尺度上进行结构设计和预测,进而通过理论指导实验合成,这有效地缩短了研发周期并降低了实验成本。因此,基于现有的理论结构预测方法探索具有中等带隙、高稳定性和高载流子迁移率的新型二维材料变得迫切需要。本学位论文通过结合CALYPSO结构搜索技术和第一性原理计算,对Pd—Se化合物所形成的新型结构进行了探索,并进一步研究了其电子结构特性与电催化性能,主要研究内容和结果如下:通过结合第一性原理和CLAYPSO结构搜索软件我们成功地预测了一种新型Pd Se单层材料。进一步的声子谱计算和分子动力学模拟都证实了单层Pd Se具有优异的动力学稳定性和热力学稳定性。计算结果表明新型Pd Se具有较高的载流子迁移率,并表现出很强的各项异性。通过改变层厚可以有效调控单层Pd Se的电子结构,随着层数的增加带隙逐渐减小。此外,光学特性研究表明单层Pd Se具有较高的光吸收强度(10~5cm-1)和较宽的光吸收范围（310 nm～1240 nm）。这些优异的物理性能意味着单层Pd Se有望成为下一代新型功能材料。目前二维Pd-Se化合物的电催化特性的研究仍然缺乏,而且其潜在的催化机理仍不清楚,所以从原子尺度上理解二维Pd-Se化合物的催化机制非常必要。因此,我们计算了单层Pd Se2、Pd2Se3和Pd Se材料对OER和ORR反应的催化特性。计算结果表明单层Pd Se2、Pd Se2的缺陷结构和单层Pd2Se3具有较好的OER和ORR催化特性,而Pd2Se3的缺陷结构和单层Pd Se的电催化性能还有待提升。综上所述,本学位论文预测了一种新型单层PdSe材料,并详细分析了其结构稳定性、电子结构、层厚效应、载流子迁移率和光学特性。研究结果表明单层Pd Se具有丰富的物理特性,有望成为下一代新型功能材料。同时分析了二维Pd-Se材料的电催化性能,结果表明本征Pd Se2、Pd Se2的缺陷结构和本征Pd2Se3在OER和ORR反应中拥有优异的催化性能。这些研究结果为二维Pd-Se材料在电催化领域的应用以及新型Pd Se材料的实验合成提供了理论基础。