石墨烯是碳二异烯烃的二维单原子层,是二十一世纪热门的新材料,由于其卓越的电荷传输、热学、光学和力学性能而受到了全世界的关注。这些属性起源于其能带结构中的维度效应和电子调制,石墨烯及其衍生物正在诸多的科学和工程领域进行研究。最近的进展表明,石墨烯基复合材料可以对电子和光电器件、化学传感器、纳米复合材料和能量储存产生深远的影响。其中,石墨烯及其衍生物与锗金属衬底、贵金属硫化物复合结构的相关物理作用机制也是本领域的重要研究内容之一。本论文的主要研究内容如下:(1)研究了氧化石墨烯/氢钝化的锗-111衬底体系。重点研究其能带结构、电荷分布等性质。采用vdW-DF2的方法计算了氧化石墨烯在衬底稳定存在的可能性。研究结果给出了体系的能量与体系中各自成分的电子结构,发现了在界面位置存在着二维电子气。(2)研究石墨烯/贵金属硫化物异质结构。应用第一性原理的方法研究石墨烯/二硫化铂与石墨烯/二硫化钯两种异质结构的体系能量、能带结构与电荷分布。计算了这两种体系中各成分在不同晶格取向下结合后,界面夹角对体系整体以及各成分能量、能带结构和电荷分布的作用。研究发现,石墨烯/贵金属二硫化物异质结构在存在界面夹角的情况下会产生很小的肖特基势垒,石墨烯与贵金属二硫化物的接触类型为准欧姆接触。