PC6是一种新型类石墨烯结构的二维材料,是直接带隙半导体,具有超高的热稳定性、各向异性载流子迁移率和高的光吸收系数,可广泛应用于场效应晶体管、光伏器件和气体传感器等领域。本文基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统地研究八种过渡金属（TM=Sc～Ni）原子取代掺杂PC6的结构、电子、磁性和光学特性,研究三种气体分子（O2、CO和NO）在本征PC6和过渡金属原子掺杂PC6上的吸附行为对体系结构、电子性质和磁性性质的影响。研究结果如下:（1）系统地研究了八种TM（Sc～Ni）原子取代掺杂PC6的结构、电子、磁性和光学特性。计算结果表明:TM原子与PC6之间的结合能较高,表明TM原子与其相邻的原子相互作用较强。TM原子的引入引起了电荷的重新分布,进而影响了掺杂体系的电子和磁学性质的变化:Ti和Ni原子的掺杂,使得体系由半导体性变成金属性;而掺杂V和Mn原子使体系变成半金属性;其余四种金属原子掺杂后,体系依然保持半导体性,但带隙改变;根据掺杂体系的能级中电子的填充情况可以判断掺杂体系是否具有磁性:对于Sc和Ti掺杂的PC6,价带区所有的能级都被完全占据,体系总磁矩以及每个原子上的磁矩为零,表现为无磁性特征;在V、Cr、Mn和Fe掺杂的PC6中,非键Esp-3d能级和反键Apz-3dz2能级部分被填充,掺杂体系具有铁磁性;对于Co和Ni掺杂的PC6,非键的Esp-3d能级和反键的Apz-3dz2能级被完全占据,表现为非磁性特征;另外,TM原子的引入使得掺杂体系的光学性质发生变化:在E//极化下,Ti和Mn掺杂的体系在低频区出现了新的ε2（ω）特征峰,TM的掺杂降低了 PC6对光的吸收。（2）系统地研究了三种气体分子（O2、CO和NO）在本征PC6和TM原子（Sc～Ni）掺杂PC6（TMPC6）上的吸附行为和气敏性质。研究表明:O2和NO吸附本征PC6上后,吸附体系产生磁性;CO分子吸附对本征PC6的电子和磁性性质没有影响;O2、CO和NO分子化学吸附于TMPC6上,吸附体系的电子性质发生显著改变,其中:O2吸附后,ScPC6、FePC6和CoPC6由半导体性变为金属性,VPC6和MnPC6由半金属性变成半导体性;CO吸附后,TiPC6和VPC6分别保持金属性和半金属性,而MnPC6和NiPC6分别由半金属性和金属性变为半导体性;NO吸附后,TiPC6和NiPC6由金属性变为半导体性,VPC6和MnPC6由半金属性变成半导体性;三种气体分子在TMPC6上的吸附会诱导体系产生自旋极化,其中:O2吸附时,O2@CrPC6和O2@NiPC6体系具有局域自旋极化特征,其余五种吸附体系表现为完全自旋极化特征（O2@VPC6体系除外）;CO吸附时,CO@MnPC6和CO@FePC6体系表现为局域自旋极化特征,其它四种吸附体系表现为完全自旋极化特征（CO@ScPC6和CO@CoPC6除外）;而对于NO吸附,七种体系表现为完全自旋极化特征（NO@FePC6除外）;O2、CO和NO分子吸附TMPC6后,由于气体分子中TM的3d轨道部分电子的注入,O2、CO和NO分子键长略微增加。这些研究结果有望应用于高灵敏度气体传感器领域中。