近年来，原子厚度的二维纳米材料以其新奇的物理化学性质吸引了人们的广泛关注。而电子和声子谱在研究二维纳米材料宏观性能的过程中起到重要作用。特别是，当纳米材料受到外界刺激时，其电子和声子谱出现的奇特现象引起了人们浓厚的研究兴趣。然而在探究二维纳米材料电子和声子谱受外界刺激的演化规律时，传统的经典理论模型均遇到了不同程度的困难和挑战。因此，人们需要寻求新的理论模型来探索二维纳米材料电子和声子谱在不同外界刺激下出现的新颖现象，并揭示其内在物理机制。本论文以石墨炔、黑磷烯和过渡金属二硫化物等二维纳米材料为例，以其电子和声子谱中的禁带宽度和拉曼频移两个重要物理量为研究对象，结合键弛豫理论模型和第一性原理计算方法探讨了它们的尺寸、温度、压强和应变效应及其相应的物理机制。具体研究工作概括如下：　　1、结合键弛豫理论模型和第一性原理计算，我们研究了石墨炔和黑磷烯纳米带禁带宽度随尺寸的变化规律。研究发现，纳米材料禁带宽度随着尺寸减小而增加。结果表明，随着石墨炔和黑磷烯纳米带尺寸减小，其低配位边缘原子自发弛豫、键长收缩、键能增强和能量密度升高，是诱导其禁带宽度随尺寸减小而增加的物理本质。　　2、基于键弛豫理论模型，我们分析了过渡金属二硫化物和黑磷烯纳米材料拉曼频移随层数演变规律。研究发现，随着纳米材料原子层数的增加，A1g模发生红移，然而E12g模发生蓝移。结果表明，这种现象主要因为A1g模和E12g模具有不同物理起源：双原子振动主控E12g模红移，而多原子集体振动主导A1g模蓝移。　　3、基于键弛豫理论模型，我们探索了过渡金属二硫化物和黑磷烯纳米材料拉曼频移和禁带宽度的温度效应。研究发现，随温度增加，其禁带宽度和拉曼频率均发生一致的红移。结果表明，高温诱导纳米材料原子间化学键的键长膨胀和键能弱化，是其禁带宽度和拉曼频移随温度增加发生红移的根本原因。　　4、基于键弛豫理论模型，我们建立了二硫化钼拉曼频移与压强和拉应变的函数关系。研究发现，随着压强增加，二硫化钼拉曼模式均发生蓝移；随着拉应变增加，二硫化钼拉曼振动模式均发生红移，且E12g模发生了劈裂现象。结果表明，压强诱导二硫化钼原子间化学键键长收缩、键能增强，导致其拉曼振动模发生蓝移；拉应变使得二硫化钼原子间化学键的键长伸长和键能弱化，导致其拉曼频移发生红移，应变失配致使E12g模发生了劈裂。