二维过渡金属硫化物和双原子层过渡金属氧化物中存在能谷结构。通过界面复合、双轴应力等手段去调控新型二维材料的能谷特性在基础理论和实际应用中具有重要的意义。本论文利用密度泛函理论计算了二维过渡金属硫化物和过渡金属氧化物的电子结构,系统地研究了外加电场和双轴应力对异质结构物理性质的影响。首先,研究了WSe₂/BiIrO₃异质结构的电子结构。WSe₂是直接带隙半导体,具有能谷特性。不同相对位置的模型具有不同的Ir-Se键长与键角,这会影响WSe₂的自旋劈裂。双原子层BiIrO₃的铁电极化方向可以改变WSe₂的掺杂类型与导电性。外加电场可以增大WSe₂的自旋劈裂。增大的自旋劈裂不随外加电场的变化而变化,表明WSe₂的自旋劈裂对外电场不敏感。其次,研究了WS₂/SrRuO₃异质结构的电子结构及双轴应力的影响。根据不同相对位置构建了六个模型。在所有模型中,WS₂都存在能谷结构,同时存在谷极化与自旋劈裂。施加张应力时,费米能级向高能量处移动,形成n型掺杂。施加的张应力越大,WS₂的带隙值越小。施加压应力时,WS₂的能谷结构消失,体系由直接带隙半导体转变为间接带隙半导体。最后,研究了SrRuO₃/BiIrO₃超晶格的电子结构。当BiIrO₃的铁电极化方向指向SrRuO₃时,SrRuO₃/BiIrO₃超晶格中不存在能谷结构,为金属性。当BiIrO₃的铁电极化方向背离SrRuO₃时,能谷特性同时存在于双原子层BiIrO₃与SrRuO₃中。双原子层BiIrO₃同时具有自旋劈裂与谷极化。BiIrO₃与SrRuO₃的不同相对位置可以调节BiIrO₃谷极化的大小,同时改变双原子层BiIrO₃的掺杂类型。双原子层SrRuO₃具有自旋方向向下的能谷极化。不同BiIrO₃原子层数的计算结果表明,能谷结构只出现在过渡金属氧化物的双原子层结构中。