石墨烯,一种具有独特物理结构和优越电子性质的二维纳米材料,成为首次通过机械剥离方法制备出的二维纳米材料。但是,大量研究发现石墨烯的带隙为零,且电流开关比极低,这些缺陷限制了它成功应用到现代电子工业中。正是因为这些缺陷,研究人员开始研究新型二维材料磷烯,磷烯也是由块状磷成功剥离出,具有较强的平面内各向异性的特征,包括能带结构、机械性能、电导率、热导率和光电响应。研究发现,磷烯具有一个直接间隙,且带隙会随着磷烯层的厚度变化而变化,范围从0.8到2 eV。而且,磷烯具有高达10³ cm² v^-1 s^-1的载流子迁移率和室温下10⁴的开关比。不仅如此,很多研究已经揭露出磷烯其他有用的性质。这些优秀的性能显示:比起石墨烯,磷烯是一个更具前途的二维半导体材料,具有广泛应用于场效应晶体管和薄膜太阳能电池的潜力。本论文主要探究了小分子气体的物理吸附和沿锯齿型方向带宽的变化对磷烯电子性能和输运性能的影响。而本文的研究结果是:1:利用基于密度泛函的第一性原理探讨物理吸附气体小分子对双层磷烯的电子性质的作用,这些气体小分子包括一氧化碳（CO）,氢气（H₂）,水（H₂O）,氨气（NH₃）,一氧化氮（NO）,二氧化氮（NO₂）和氧气（O₂）。研究发现:（1）CO,NH₃,NO和O₂充当电荷供体,而H₂O,H₂和NO₂充当着电荷受体。（2）在所有被研究的气体分子中O₂分子与双层磷烯的反应是最强烈的。（3）磷烯双分子层上物理吸附气体分子可以产生显著的电荷转移,这不仅可以使磷烯有希望应用到气体传感器上,而且还给改变磷烯的极性这一问题提供了有效途径。（4）物理吸附气体分子能够调控磷烯的能带结构,而且NO,O₂和NO₂吸附的磷烯双分子层呈现出磁性,同时NO（O₂）吸附的磷烯双分子层是一个典型的n（p）型半导体。（5）另外,随着外部电场的不断增长,CO/H₂O吸附的双层磷烯的带隙不断减小,这一现象表明施加外部电场可以有效地改变磷烯的电子性质,也拓宽了磷烯在纳米电子学和光子器件方面的应用范围。2:本文还主要探讨了带宽变化对氧原子钝化锯齿型磷烯纳米带的电子结构和输运性质的影响。研究表明:（1）氧钝化的锯齿型磷烯纳米带带宽的不同会对纳米带的电子性质产生影响,当带宽为2,4时,纳米带为直接带隙半导体,带隙比理想状态下的磷烯纳米带要小,当带宽增加后,磷烯产生由直接带隙的半导体性质到金属性质的转变。（2）随着带宽的增加,纳米带出现了负微分电阻效应,其中当带宽为6时,纳米带的负微分电阻效应最显著。（3）当偏压小于1.1V时,6-氧钝化的锯齿型纳米带的输运性能更强,而偏压大于1.4V时,8-氧钝化的锯齿型纳米带的输运性能更强。