本篇论文主要针对目前低维材料在工业应用中遇到的两个关键性问题：石墨烯的零带隙局限及衬底对其电学特性的影响,并且分别以单层碳化硅材料和氟化石墨烯为切入点尝试进行解决。本文通过第一性原理计算对于这些类石墨烯二维材料的电学性能及其在电学器件中的应用进行了仿真及预测,具体内容包括：对于单层碳化硅材料p-n结传输特性的探究,发现了一个峰谷比大于104的差分负阻现象,并且在很宽的整流区间内发现了整流比高达104以上的整流现象,预测了其在微纳器件及下一代柔性器件中的应用前景；以及对于氟化石墨烯其氟化机理的分析,预测在ICP激发含氟气体氟化石墨烯的过程中,使用SF6气体能够得到更高质量的氟化石墨烯,并且对于氟化石墨烯在石墨烯高敏分子传感器中的应用作出了一定的预测性研究,发现石墨烯下表面加入氟原子指向石墨烯的单层氟化石墨烯C4F有可能对于有毒气体的探测起到非常好的增强效果。通过文中一些仿真的分析及预测,对于实验工作者提供了一定的指导意义以及启发,为目前工业领域的一些待解决问题提供了可行的解决方案。