石墨烯具有柔韧性高、重量轻、易于大面积制备等优异特点,激发了研究人员探索二维材料的兴趣。但是所发现的二维材料面临诸多问题,材料的制备水平远未达到光电子器件应用的标准、磷烯的不稳定性、石墨烯和锡烯没有带隙等是它们致命的缺点。根据需求,必须对二维材料的电子性能进行改进。通过研究掺杂、吸附、缺陷、构建异质结和发现新型二维材料是有效的方法。基于以上的问题,本文对锡烯、蓝磷烯的电子结构进行了研究,并且通过吸附、掺杂、缺陷和构建异质结等手段调控它们的电子性能。其次预测了类C3N构型的新型二维材料的电子结构和光学性质,主要包括以下四个方面:1、探索了吸附12种过渡金属原子对锡烯电子结构和磁性的影响。当Ni、Ru和Pd原子吸附在锡烯上,锡烯的狄拉克锥被打开,其带隙分别为109.4 meV、69.6 meV和32.4 meV。并且锡烯对外来原子的吸附能高达6.241 eV,优于磷烯和石墨烯。此外,吸附了Fe、Co、Ru、Rh和Os等原子的锡烯,诱发了 3.144μB、2.024μB、2.028μB、1.007μB和1.995,μB的磁矩。更有趣的是,当Rh和Os原子吸附在锡烯上,体系显示半金属特性。这为基于锡烯自旋电子器件的设计与应用提供了参考。2、系统地研究了四种空位缺陷和六种杂原子掺杂对蓝磷烯电子结构和磁性的影响。研究结果表明:缺陷和杂原子掺杂都可以调控蓝磷烯的带隙,并且能使蓝磷烯发生了从间接带隙到直接带隙的转变。通过在蓝磷烯中引入缺陷和掺杂,还可以诱导磁性。有望为基于蓝磷烯的电子器件设计提供理论参考。3、构建了锡烯和蓝磷烯异质结的两种模型,研究发现A构型是锡烯/蓝磷烯异质结最稳定的构型,并且当层间距离为3.75 A时,异质结构最稳定。最后对层间距离为3.75 A的A构型异质结施加双轴应变和电场,能有效调控异质结的电子结构。期望异质结能够在纳米电子和光电子器件方面得以应用。4、以单层C3N为原型,构建了 C3P、Si3N、Si3P三种新型二维材料。对应的声子谱研究表明这三种结构都没有虚频,并且分子动力学模拟下新型二维材料在300 K和500 K退火后,总势能仅在一个恒定量级上下波动,且结构没有重构,这说明体系的动力学和热稳定性较高。考虑双轴拉伸应变对新型二维材料的影响,最大应力为11%时的声子谱没有虚频,表明了新型材料的机械稳定性。研究结果表明C3P、Si3N和Si3P在可见光范围内表现出优异的光学吸收。并且双轴拉伸和压缩应变能有效调控它们的光学性质,研究结果可能为半导体电子和光学器件的设计与应用提供理论指导。