在凝聚态物理中,材料的许多性质根植于空间和时间的对称性,而由于量子限域效应的存在,低维材料中对称性对材料的性质影响会更加明显。Janus结构的二维材料由于镜面对称性的缺失,使其表现出如Rashba效应、压电效应和优异的催化性能等。在众多的Janus结构中,1H相Janus结构MoSSe纳米带较传统的MoS₂纳米带具有大幅提高的磁性;1T’相的Janus过渡金属硫属化合物在布里渊区中具有自旋非简并的狄拉克态,且在一定应变下狄拉克锥的带隙趋于闭合,产生抗自旋-轨道耦合的无质量狄拉克色散关系,从而有望实现低功耗超高速传输;此外,拓扑绝缘体和反铁磁材料异质薄膜可以有效地在拓扑绝缘体中引入磁性。界面磁近邻效应可以打破拓扑绝缘体的时间反演对称性,从而调控拓扑表面态,已有报道称在该类结构中观测到高居里温度的反常霍尔效应。本论文主要通过第一性原理计算,对以上三个体系进行了代表性工作研究,主要内容和结果如下:1.1H相Janus结构MoSSe纳米带与1H相MoS₂纳米带相比,具有较大的磁矩,且该磁矩主要来自于纳米带边缘Mo原子(9_z2轨道与d_yz轨道的杂化。同时,磁矩的大小可以由纳米带宽度的变化来调节。2.1T’相Janus结构过渡金属硫属化合物单层在费米面附近具有狄拉克态,自旋-轨道耦合作用引起的能带劈裂会使能隙显著减小。并且在一定应变下能隙可以闭合,产生抗自旋-轨道耦合作用的自旋非简并无质量狄拉克锥。3.在Sb₂Te₃/CrSb异质结构可以通过磁近邻效应有效地在拓扑绝缘体中引入磁性,使表面态产生一定大小的带隙。而且,在拓扑绝缘体中诱导出的磁矩可以通过异质结构的界面间距来调节,产生的表面态带隙也会随之变化。模型哈密顿的分析显示,表面态带隙的大小主要与顶部和底部两个表面态的能量差有关。