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二维材料具有新奇的电子性质,是近年来凝聚态物理的研究热点。2014年,二维黑磷(磷烯)在实验室中被机械剥离出来,同年,理论计算预言了二维蓝磷,2016年,二维蓝磷在实验室中被制备出来。2018年,二维黑砷(砷烯)在Si/Si02衬底上被制备出来。随着第V主族元素的二维层状材料逐渐变多,寻找V族元素的其他同素异形体结构在低维半导体器件领域有重要的意义。本文预言了一类Kagome结构的V族二维材料,研究了它们的晶体结构、电子结构、磁性质和输运性质。首先,我们采用基于粒子群优化方法的晶体结构预测软件包CALYPSO进行结构搜索,结合第一性原理计算,在常压下对磷、砷、锑的可能结构进行全局搜索,并与实验测得的电子结构等物性进行对比,得到了空间群为P3m1(164)的晶体结构。因为此结构与Kagome结构相似,我们称为Kagome-VA。在此基础上,我们研究了 Kagome结构V族元素的电子结构、磁性和输运性质。Kagome-P属于黑磷和蓝磷的亚稳相,通过对Kagome-P的声子色散,分子动力学模拟和力学量常数计算显示它具有动力学、热力学和机械稳定性。电子结构计算表明Kagome-P是带隙为1.6 eV的间接半导体,其光学性质显示在可见光范围内,有着良好的吸收效果。由于直接带隙具有更高的光电转换效率,因此我们尝试通过多种方法实现间接带隙到直接带隙的转变。首先,我们发现可以通过单轴应变实现从间接带隙到直接带隙的转变,通过对能带边缘电子轨道的成键性质的分析,可以发现原子间的成键态和反键态是实现能带调控的关键因素。其次,我们还研究了 Kagome-P的纳米带的性质。研究结果显示,在纳米带情况下吸附H原子也可以实现间接带隙到直接带隙的转变。针对这些情况,我们做了电子输运和p电子掺杂诱导磁性计算,说明该材料在二维电子器件上有良好的应用前景。最后,我们使用G-NEB的方法模拟了D3h三聚体团簇来合成Kagome-P。Kagome-As和Kagome-Sb的声子色散和常温下的分子动力学模拟都表明其具有和Kagome-P类似的动力学和热力学稳定性。电子结构计算显示Kagome-As和Kagome-Sb分别是1.9 eV和1.7 eV的间接带隙的半导体。同样,应变调控也能诱导间接带隙到直接带隙的转变。