2020年人们制备了一类新颖二维单层半导体材料WSi2N4和Mo Si2N4,具备良好的室温稳定性,还预测了多种同类二维材料,如单层磁性VSi2N4和Nb Si2N4。这类二维材料激发了人们的研究兴趣,主要集中在本征材料的光学、磁学和热电性能等,但对其器件性能研究很少。本文采用量子输运方法研究二维MSi2N4（M=V,W和Nb）异质结的光生电流效应,探讨光电流的自旋输运性质,主要研究内容和结果如下:研究了二维VSi2N4-WSi2N4-VSi2N4面内异质结的光生电流效应。该器件具有非空间反演的C2v对称性,在线偏振光的照射下可激发光生电流效应。在可见光范围内,当异质结两个电极的磁矩处于平行或反平行状态时均能产生自旋极化且偏振敏感的光电流。光电流与偏振角θ及入射角α均为余弦依赖关系,即正比于cos（2θ）和cos（2α）。当线偏光垂直入射或水平入射时,在适当的偏振角度下,可在较宽的光子能量范围产生纯自旋流,还能获得完美的自旋滤波效应和优异的自旋阀效应。其中,水平入射时光电流具有极高的偏振敏感度,消光比可达10~4量级,远高于垂直入射时的消光比。为了探讨电极对光电流输运性质的影响,研究了二维VSi2N4-WSi2N4-Nb Si2N4和Nb Si2N4-WSi2N4-Nb Si2N4面内异质结的光生电流效应。结果表明,光电流与偏振角θ及入射角α仍为余弦依赖关系,还能产生纯自旋流、自旋滤波效应和自旋阀效应。与VSi2N4-WSi2N4-VSi2N4异质结相比,VSi2N4-WSi2N4-Nb Si2N4和Nb Si2N4-WSi2N4-Nb Si2N4异质结的光电流较小,但Nb Si2N4-WSi2N4-Nb Si2N4异质结能在更广泛的光子能量下产生纯自旋流、自旋滤波效应和自旋阀效应。本论文研究结果表明,二维MSi2N4（M=V,W和Nb）异质结在线偏光照射下可激发显著的光生电流效应,还能产生纯自旋流、高消光比、完美的自旋滤波效应和自旋阀效应,因此在低能耗自旋电子学具有应用潜力。研究结果可为设计相关二维多功能自旋电子器件提供理论参考。