用广义梯度近似下的全势线性缀加平面波方法研究了4d过渡金属Ru单原子层和单原子链的磁性，磁晶各向异性和光学特性。单原子层和单原子链每个原子的磁矩分别是1.04μB.和1.13μB.且都有大的磁晶各向异性能。单原子层的易磁化方向沿着原子面法线的方向，单原子链的易磁化方向垂直于链轴。通过计算复数光导张量研究了Ru低维系统的光学性质。两个系统的光导都表现出各向异性，特别是一维的单原子链。 通过电子结构研究了各向异性能和光导各向异性的物理起源。在两个低维的Ru系统中，由不同的对称性破缺导致了晶体场的改变，并通过自旋-轨道耦合来影响磁晶各向异性能，而光导的各向异性主要来源于晶体结构的各向异性。Co2Si2的MAE在费米能级附近有明显的起伏。通过Si层掺杂和加电场两种方法调控MAE。发现两种方法改变MAE的机制都是改变能带填充。使系统的费米能级向高能方向移动。研究表明，Si层掺杂和加电场后，Co2Si2的能带结构几乎没有改变，是一个刚性电子能带模型。其中两层Co原子电子密度有了明显变化，贡献了系统的MAE。对Co2Sin研究发现，随着Si层奇偶性的变化，Co2Sin的MAE出现易磁化方向在层面内和垂直于层面方向的振荡。电子密度的研究表明，Si层的奇偶性使Co2Sin的两层Co原子间隙处的电子密度呈现不同的分布规律，是Co2Sin的MAE振荡的主要原因。