二维材料因其丰富且优异的电学、光学、热学、机械和化学特性被广泛应用于电子学、光电子学、传感器、能量转换与存储以及生物医学等领域。CrX3(X=CI、Br、I)单层是一种兼具本征铁磁性和半导体特性的二维材料,其磁光克尔光谱的研究目前尚无报道。磁光克尔光谱不仅是探测磁性材料电子结构的有力工具,还可以灵敏探测自旋极化能带结构的细微变化。据此,本论文系统地研究了 CrX3单层的结构、电子、磁学和磁光特性,详细地探究了外部磁场和面外应变对CrX3单层磁光克尔光谱的影响,研究了 CrI3的磁光克尔光谱与其层数之间的关系。本论文的主要研究内容如下:1.采用第一性原理密度泛函理论,计算了 CrX3单层的结构、电子和磁学特性。基于宏观线性响应理论,计算了CrX3单层的磁光特性,发现CrI3单层具有最强的磁各向异性和最大的克尔旋转。2.通过改变外部磁场的方向,研究了 CrX3单层的磁光克尔光谱与外部磁场的关系,证实了 CrX3单层的磁各向异性,其易磁化轴垂直于CrX3平面。3.研究了面外应变对CrX3单层磁光克尔光谱的影响,通过改变面外压缩和拉伸应变的大小,不仅可以调控CrX3单层磁光克尔光谱的峰值大小,还可以调控其峰值对应的光子能量。4.研究了 CrI3单层、双层、三层和块体的磁光克尔光谱,发现CrI3的磁光特性表现出量子限域效应,并且Cr13单层的磁光克尔效应最明显。CrX3单层本征的铁磁性和半导体特性,以及应变可调和层数相关的磁光特性,使其成为自旋电子和磁光应用中一种优异的二维材料。本论文的研究成果不仅为CrX3单层的实际应用提供理论基础,同时也为其他二维磁性材料的磁光效应研究提供借鉴意义。