论文从二维半导体材料的应用日益深入和广泛,以及单一材料的性能不能满足人们的要求出发,选择具有宽带隙的单层三硒磷镁和具有高电子迁移率的过渡金属双硫族化合物构成二维范德瓦尔斯异质结,并基于第一性原理计算,系统性的从理论上分析了它们的电子结构、光学性质和在光催化剂方面的应用潜力,以及缺陷和空位对其电子结构的影响,为该材料的实际应用提供了理论依据。本文主要工作内容分为两部分:1.研究二维XY2/Mg PSe3（X=Mo、W;Y=S、Se）异质结的电子结构和光学性质,该工作又主要分为四部分:（1）通过将2×2的XY2超胞与1×1的Mg PSe3单胞堆叠在一起,构成XY2/Mg PSe3模型;考虑到层间界面的不同对接方式,通过计算形成能从而选定一种最稳定的结构。（2）对二维XY2/Mg PSe3包含的八种异质结构进行投影能带与态密度计算,主要分析其带隙大小和能带结构类型。（3）对具有type-Ⅱ型能带结构的异质结使用更精确的HSE06算法进一步确定它的能带边沿位置,然后筛选出符合光解水催化剂能带要求的异质结;最后对该异质结在反应前后的自由能变化做分析,确定是否能驱动反应过程。（4）研究二维XY2/Mg PSe3以及独立的单层XY2和Mg PSe3的光学性质,包括光吸收系数、反射率和折射率。通过以上研究发现,二维Mo SSe/Mg PSe3＿Ⅱ和WSSe/Mg PSe3＿Ⅱ异质结具有符合光解水催化剂的能带结构及边沿位置。进一步分析发现,WSSe/Mg PSe3＿Ⅱ异质结的还原驱动力大于析氢反应势垒,可以驱动析氢反应。此外,XY2/Mg PSe3的光吸收性质也要强于独立的单层XY2和Mg PSe3。2.研究应力及缺陷对XY2/Mg PSe3异质结电子性质的调控,该工作主要分为以下两个部分:（1）对XY2/Mg PSe3施加从-3%到3%的均一双轴应力,研究应变对其电子结构的影响,主要分析带隙大小与类型发生的变化。之后又计算了应变对Mo SSe/Mg PSe3＿Ⅱ和WSSe/Mg PSe3＿Ⅱ的光吸收的影响。（2）分别在Mg PSe3表面引入Se空位和XY2表面引入Y空位,研究空位缺陷对XY2/Mg PSe3电子结构的影响。通过上述的研究发现,双轴应变对XY2/Mg PSe3的带隙大小存在线性调控作用,并且在应变过程中,存在着直接带隙到间接带隙以及type-Ⅱ型能带结构到type-Ⅰ的转变。本文工作为XY2/Mg PSe3在未来的光催化、光电器件等应用方面提供了重要的理论基础。