近期,砷烯和锑烯被发现有适中的带隙和迁移率,预示这类材料在纳米电子器件,光电探测器和集成电路都有着应用潜景。因此,本文采用基于第一性原理的计算方法,对裁剪成的一维锑烯烯纳米带进行磁性原子掺杂,研究了其磁电子性质和自旋输运性质,设计了 Aarsenene/SnS2范德华（van der Waals,vdW）异质结,通过外电场和垂直应变来调谐其带隙和光吸收性能,以期望为新型纳米材料在光伏器件等实际运用提供参考,最后研究了六种有毒气体分子吸附在锯齿型锑烯纳米带（ZSbNR）上的气敏特性。首先,如何诱发磁性成为近些年研究的热点之一。在这,研究了掺杂低浓度过渡金属（TM）原子（Mn,Fe,Cr和Co）的锑烯纳米带的几何稳定性和磁电子性质。通过计算的形成能和分子动力学模拟,发现这些结构是稳定的。特别地,结果表明这些掺杂的纳米带具有有趣的磁相,如磁性半金属、磁性半半导体和双极磁性半导体,这取决于TM原子的类型。在此基础上,我们构造锰掺杂纳米带的磁性器件,并对其自旋输运的行为进行了详细研究。该器件具有完美的双自旋滤波效果、优良的双自旋二极管性能和高达109%的巨磁阻。这些发现对设计多功能自旋电子器件具有重要意义。随后,我们考虑了 2D Arsenene与SnS2构建成范德瓦尔斯异质结的6种可能堆垛方式,并基于第一性原理计算,通过对比采用不同堆垛方式的异质结结合能发现能量最稳定的堆垛结构是A3,详细研究了其电子结构、能带对齐、光学性质以及垂直应变和电场调控。计算结果显示,Arsenene/SnS2异质结的本征带隙远小于单层结构的带隙,表现为Ⅱ型能带对齐,能够有效促进电子空穴对的分离。其光吸收范围涵盖可见光到紫外光,光吸收强度高达105数量级。在层间垂直应变调控下,随着层间距增加,异质结从间接带隙转变为直接带隙。施加电场可调节异质结带隙,实现半导体到金属的转变。本文的研究结果表明Arsenene/SnS2异质结在未来的光电器件和光伏领域具有很大的应用潜景。最后,研究了锯齿型锑烯纳米带（ZSbNR）对PH3,H2S,SO2,NH3,NO和NO2这六种有毒气体分子的吸附能力强弱。计算结果发现对于PH3和H2S这两种气体分子,它们在ZSbNR上具有弱吸附作用。而NO2与ZSbNR已经形成了化学键,在这不予考虑。剩余SO2、NO和NH3这三种气体分子具有较强的吸附能和明显的电荷转移,我们认为ZSbNR对其具有较强的吸附能力,可以用ZSbNR来检测这三种气体分子。最后,我们计算了这些吸附体系的输运特性,对SO2、NO和NH3三种分子,吸附前后电流均有明显的变化,其中NO吸附变化最大,灵敏度高达245%。基于上述结果,我们认为ZSbNR可以用于SO2、NO和NH3气敏传感设备的检测材料。