随着薄膜生长技术的快速发展,类似于石墨烯的二维材料,例如硅烯,磷烯,硼烯,先后在实验上被合成出来。它们的单层二维材料中存在丰富而重要的电子和光学性质,使得它们被认为在很多领域具有潜在的应用价值,例如可以应用于下一代纳米半导体器件,太阳能电池材料以及化学催化等领域。大量的实验和理论计算显示通过引入外部调控,例如表面吸附,替代掺杂和施加应力,可以有效的改变这些纳米材料本征的性质。在本论文中,我们主要通过第一性原理的方法研究了外场调控下的第ⅢA和ⅤA族纳米材料的电子性质,磁性质和超导电性。我们利用第一性原理计算研究了30种元素替代掺杂在褶皱状的磷烯表面。我们发现同石墨烯上相应原子掺杂的束缚能相比较,30种原子替代掺杂磷烯的形成能更低,体系更稳定。替代掺杂会使磷烯体系的电子性质得到调制,O,S,Se,Ni,Ti掺杂体系变为自旋半导体,Ⅴ掺杂体系变为半金属。15种金属原子吸附在类似硅烯结构的砷烯表面也被研究了。金属原子吸附在砷烯上的束缚能大于体结构的内聚能,因此吸附原子在表面更不容易形成团簇。Co吸附在砷烯表面导致体系变为半金属,Cu,Ag,Au吸附在砷烯表面导致体系变为窄带隙的自旋半导体。完美的晶格匹配和能量上稳定的Mxene/蓝磷异质结结构被预测。蓝磷和Mxene形成的异质结之间没有形成化学键而只有范德瓦尔斯相互作用。最稳定的BLP/Y2CX2（X=O和Y=Hf,Zr）异质结被发现是第二类能带接触的半导体,在界面处激发的电子和空穴局域在不同层中,即电子空穴在空间是分离的。然而对于BLP/Y2CX2（X=F和Y=Hf,Zr）异质结是金属性质的。由于强烈的能带折叠,导致费米面处出现了从Γ点到M点的平带,这部分平带主要是由蓝磷层贡献的。最后,我们系统的研究了两种实验上已经实现的硼平面结构在外力调制下的结构性质、电声耦合性质和超导电性。我们发现电声耦合在具有起伏状的三角格子硼平面中被应力（-2%-3%）极大地加强了。主要是因为应力导致了声子支的软化。我们的计算表明实验上在具有起伏状的三角格子硼平面中可能实现24 K-32 K的超导温度。对于β12结构,电声耦合常数和超导温度随应力展现出了一个U型变化的趋势。这种变化趋势主要来自于低频声子支的硬化和费米面处来自于硼原子pz态的电子的随应力U型变化引起的。