自2004年石墨烯被发现以来,二维材料已经成为一个新的研究热点。由于二维材料优异的物理与化学特性,因此二维材料在传感器上的应用极具潜力。但现有各类二维材料各项特性并非完美,因此,二维材料研究领域一直在探寻一种各项性能优异、易于制造的新型材料,并将其用于电子器件和传感器领域。本论文主要利用第一性原理计算的方法来研究二维材料的电学特性和光学特性并分析其潜在传感机理,为其未来传感应用打下理论基础。论文的内容具体安排如下:首先,通过范德华修正的密度泛函理论计算,证明了通过杂核双氢键和外加电场能够有效的调控石墨烷/全氢化六方氮化硼(G/fHBN)异质结的电学特性和功函数。在施加不同方向的外加电场时,G/fHBN异质结出现了明显的绝缘体-半导体-金属特性的转变,表现出单向导电性,功函数值较低且对外加电场十分敏感。接着,计算了G/fHBN异质结的载流子迁移率。其次,鉴于杂核双氢键在异质结性质调控中的巨大作用,紧接着探究了双氢键对石墨烷/硅烷和全氢化六方氮化硼/硅烷异质结稳定性、电学性质和光学性质的影响。研究了外加电场对异质结稳定性和电学性质的影响,并计算了其载流子迁移率。最后,对石墨烯/氧化铝(G/A)双层结构的结构和性质进行了研究,分析了其电学特性,并且探究了掺杂对石墨烯/氧化铝双层结构电学特性的影响。