随着科学技术快速的发展和电子器件小型化的需求,迫切需要发展集成度更高、功耗更低、响应速度快、稳定性和存储密度更高的新型电子器件。近期,大量的二维（Two-Dimensional,2D）材料理论和实验研究发现2D材料具有独特的电子、磁学和机械性能,出色的物理性能使其可以成为新型电子学器件的备选材料。理想的可用于自旋电子学器件的材料应具有较大的磁矩、高自旋极化率和较高的居里温度（TC）等特点。磁性半金属材料被认为是极具发展前景的自旋注入候选材料,因为其具有不同于磁性金属和磁性半导体的独特的能带结构:两个自旋带中的一个显示金属性,而另一个呈半导体或绝缘体特性,从而导致电子在费米能级附近完全（100%）地自旋极化率,对发展自旋阀、自旋过滤器等高性能自旋电子学器件具有重要意义。本论文利用第一性原理系统的研究了二维OsI3本征铁磁半金属晶体材料的相关性质,主要研究结论如下:（1）单层OsI3晶体通过不同的堆叠方式可形成C2/m、P3112、R3三种不同空间对称点群的块体相（Bulk）。结果显示,C2/m块体相能量相较于R3和P3112块体相分别低0.03 eV/OsI3和0.09 eV/OsI3。C2/m块体相结构的解离能大小为0.36J/m2,以上结果表明单层OsI3可以较为容易的从稳定的C2/m块体相剥离。（2）铁磁单层可能包含C2/m和D3d两种对称性构型,但是计算发现单层D3d构型能量比C2/m能量高0.145 eV/OsI3。为验证结构的动力学稳定性计算了两种对称性构型声子谱,发现C2/m对称性的构型声子谱没有虚频。从能量角度和动力学稳定性方面证明单层OsI3的基态结构为C2/m对称性构型。基态结构高达3.18 meV/OsI3的结合能侧面论证了结构能量的稳定性。300K 下利用从头算分子动力学验证了其热动力学的稳定性,能量和结构的稳定性充分的证明了其结构的合理性。进行双轴拉伸/压缩进一步研究其铁磁稳定性,发现在-2%到5%范围的双轴应变下OsI3单层仍旧保持铁磁性。（3）为评估本征磁性体系的磁基态,比较了铁磁（FM）序和多种反铁磁序（AFM-Neel、AFM-Zigzag、AFM-Strip）磁构型的能量,结果表明铁磁序为体系的磁基态,体系磁矩大小为1μB/OsI3。面内磁各向异性能高达3.89 meV/OsI3比大多数的2D磁性材料高了一个量级。分析单层晶体电子能带结构可知体系为间接带隙（1.83 eV）铁磁半金属体系。深入分析PDOS充分论证了体系磁性起源的内在机制。（4）基于Ising模型,利用蒙特卡洛模拟更为精确地评估了铁磁性材料的另一个重要参数一TC。同时考虑三种近邻磁耦合相互作用时本征铁磁半金属单层OsI3的居里温度为TC=35K。基于第一性原理,本文对二维铁磁半金属OsI3晶体进行了系统深入的研究。研究结果证实OsI3单层可以作为新一代自旋电子学器件候选材料。