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二维半导体材料磷烯的兴起带动了其等电子体的基于第Ⅳ主族金属单硫化物MXs（GeS、GeSe、SnS和SnSe）的研究进展。具有褶皱蜂窝结构的MXs不仅化学稳定性远高于磷烯,还继承发展了磷烯诸多优异的性质,可广泛地用于光电转换器、光电探测器、锂电、热电和压电等领域。然而,这一类材料的系统理论工作的开展相对较少,尤其是通过构建异质结对该材料性质的调制工作以及对该材料新相态的预测,均亟待进一步探究。基于密度泛函理论,本论文重点研究了应变对于GeS/SnS面内异质结电子性质的影响以及蓝磷相GeSe/石墨烯范德华异质结界面性质的新型调控方法。此外,结合粒子群优化算法,我们还预测一种马鞍状的MXs新相态,并对其电子性质做了初步探讨。本论文的主要内容组织如下:第一章,概述了二维纳米材料和第Ⅳ主族二维金属单硫化物的研究进展以及本论文的研究意义和研究内容。第二章,概括阐述了密度泛函理论并对本论文所使用的第一性原理计算软件包VASP和结构搜索程序CALYPSO做简要介绍。第三章,将GeS与SnS沿扶手椅方向构建面内异质结,研究了其电子性质及单轴应变对电子性质的影响。结果显示,随着沿锯齿形方向的拉伸应变的增加,半导体带隙显示出非常有趣的变化:在应变增至2.4%前,带隙值单调增加;在2.4%至5.7%应变之间,带隙几乎保持恒定;在异质结拉伸极限内,带隙又线性减小。同时,异质结在三个应变区域内分别显示为准II型能带对准、直接带隙以及载流子完全分离的II型能带对准。通过载流子有效质量及迁移率的计算,证明了电子和空穴随应变的增大而大幅度分离,并且异质结在7%应变下扶手椅方向的电子迁移率高达11220 cm2V-1s-1。第四章,我们将石墨烯和自身具有偶极的蓝磷相GeSe分别作为金属电极和沟道材料,构筑范德华异质结,研究界面偶极对肖特基势垒的调控。结果发现,肖特基势垒可以通过施加外部垂直压力（调节层间距）调控,通过对其变化规律的深入研究,揭示了界面偶极是影响肖特基势垒高度的主要因素。进一步,我们创造性地利用GeSe自身的偶极,通过改变堆叠模式影响界面性质,进而实现p型与n型肖特基接触的相互转换,甚至肖特基接触到欧姆接触的转变,其调控方法的原理与施加电场相仿。第五章,基于粒子群优化算法,我们搜索筛选出具有马鞍状的二维t-SnSe稳定构型,通过等电子替换规则,我们还发现SnS在该相态下也能稳定存在。电子结构计算表明,SnSe和SnS的半导体带隙值分别为1.56 eV和1.63 eV,且具有良好的光吸收性能;载流子迁移率的计算显示,SnSe和SnS的空穴迁移率分别达到了642-672cm2V-1s-1和934-999 cm2V-1s-1。第六章,对本论文的研究工作做了总结概括,并对未来的研究工作进行展望。