近几年,二维类石墨烯材料由于其典型的二维结构和优异的光、电、力学等性质吸引了国际上科学工作者的广泛关注。本文在调研了类石墨烯结构的基础之上,运用第一性原理并结合非平衡格林函数方法,探讨硼、硅二个近邻碳的元素的纳米结构及其稳定性,计算了几种典型硼/硅基纳米结构的电子结构及其器件的输运性质和物理机制。本文的研究内容主要包括以下几方面:首先,研究了二维硼硅化合物结构及其性质。基于不同浓度的二维硼硅化合物:B₅Si,B₂Si,BSi,BSi₂,BSi₃以及BSi₄,讨论了硼硅化合物的电子结构性质,且与单元素形成的物质作了比较,即硼单层结构和硅烯。同时讨论了偏压在0到1V间的负微分电阻现象。其次,研究了金属Ti、Cu掺杂的BSi二维结构及其气敏特性。二维材料的比表面积比较大,且和气体之间的电子转移能力比较好,常被选为气体传感器的候选材料。本文选取了之字型方向的BSi片层,作为气体传感器吸附的基底材料。掺杂了稀有金属Ti以及常见金属Cu,观察了吸附气体分子H₂,N₂,H₂O,CO,CO₂后的器件电阻率变化。讨论了其对H2的吸附选择性。最后,研究了B₃₅团簇及其Li原子掺杂下的气敏传感性质。关于硼团簇在气敏传感器方面的研究还比较少,本文选择了拥有两个六元环空缺的B₃₅作为气体基底材料,掺杂了轻金属Li原子加强基底材料B₃₅与气体分子之间的作用力。探究了吸附5种不同气体,H₂,N₂,CO,CO₂和NH₃后的电阻率变化。除此之外,还对其储氢能力进行了探讨。