由于具有高载流子迁移率、适度的开关比以及层依赖特征的电子结构等优良特性,一种新型的低维纳米材料——磷烯正在悄然崛起。在备受关注的同时,类黑磷材料也引起了人们的高度重视。这类材料有着和黑磷相类似的结构,并已被证明在太阳能电池、场效应晶体管以及光电转换器等领域有着十分广阔的应用前景。但是,这一系列材料的基础研究开展的相对较少,特别是其电子结构及其改性研究更是缺乏系统。通过第一性原理计算方法,本论文从类黑磷材料之一的SnSe入手,研究本征掺杂、化学掺杂对其电子结构的影响;进一步,以GeS为例,研究了其与黑磷组成异质结的电子结构性质。具体来讲了本论文的内容组织如下:第一章,系统介绍了低维纳米材料和类黑磷材料的研究现状,本论文的研究意义和主要内容。第二章,简明扼要地阐述了第一性原理计算的原理,简单介绍了本文所使用的VASP软件包。第三章,对体相SnSe本征缺陷的形成能、电子性质以及磁学性质进行了系统研究。我们模拟了三种类型的本征缺陷:空位(VSn/VSe)、填隙(Sni/Sei)以及反占位(Snse/Sesn)。结果发现,不同的制备条件对形成能产生了不同的影响:VSe、Sni和Snse的形成能在富Sn的条件下较低,而Vsn、Sei Sesn的形成能在富Se的条件下更低。进一步通过缺陷热力学跃迁能级的计算发现,Vsn由于具有较低的形成能和较浅的跃迁能级,可以实现体相SnSe的p型导电。此外,自旋极化计算的结果表明这些本征缺陷并没有在体相SnSe中引入磁性基态。第四章,对单层SnSe化学掺杂的电子结构、磁学性质以及光学性能进行了系统研究。通过对阴离子位的替换掺杂发现,由于具有较深的跃迁能级,F、Cl、Br难以实现单层SnSe的导电;而N、P、As等p型掺杂剂中,因P原子掺杂形成能较低,热力学转化能较浅,最有希望实现有效的p型导电。另一方面,阳离子位的空穴掺杂发现,由于具有更低的掺杂能,Mg的取代比Li和A1更容易实现;Li和Mg掺杂体系为非磁性基态,而杂质原子A1不仅引入磁性,还提高了 SnSe纳米片在可见光区的光吸收。第五章,对由磷烯和类黑磷材料GeS组成的范德华异质结构的电子性质进行了系统研究。通过建立晶格匹配(MAT)和晶格失配(MIS)两种模型,发现异质模型中的载流子并没有完全分离。对于MAT的异质结,我们发现通过将单层GeS调节为双分子层,可以增大GeS与BP之间的价带带阶差,从而实现电子空穴对的分离,;对于MIS模型,改变层间距可以使异质结构转变为典型的Ⅰ型排列,但是施加电场或掺杂亲电分子2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷(F4TCNQ)可以使异质结构呈现出理想的Ⅱ型排列。进一步的研究表明,这种载流子分离现象可以用空穴迁移和电子传递的原理来分别加以解释。第六章,对本论文的研究工作进行总结概括,并对后续本论文的科研方向和应用前景进行展望。