二维材料展现出优异的物理特性,但是随着对器件性能要求的提高,人们将二维材料剥离,然后堆叠形成异质结,异质结构可以克服单一材料的不足集多种材料特性于一身,同时由于薄层材料中量子效应的存在,可以表现更优异的特性。本论文针对单层拓扑材料/单层二维铁磁材料的异质结构,对异质结统一建模,并通过FLEUR软件结合wannier90和wanniertools对Bi2Se3/Ni I2、Pd Te2/Ni I2和Pt Te2/Ni I2三种异质结的能带结构、费米弧和自旋霍尔电导等性质进行了仿真研究,然后使用Open MX计算了异质结的量子输运性质。最后,建立MTJ的LLG模型,利用mumax3对写入方式为STT和SOT的翻转性能进行了研究,得到的主要结论如下:（1）我们提出了单层Bi2Se3与单层Ni I2组成的异质结,拓扑绝缘体具有的强自旋轨道耦合效应以及其在二维铁磁材料磁邻近效应影响下具有的磁性,两者共同作用下异质结会表现出谷劈裂现象,由于不同自旋电子在电场下的移动方向不同,所以谷劈裂会受到电场的调控作用,同时该异质结具有可观的SHC,这意味较强自旋霍尔效应的存在,SHC在不同费米能量的表现证明可以通过费米能级转移对异质结的SHC进行调节,这就可以利用较强自旋霍尔效应高效转化自旋流产生强SOT,提升磁化翻转性能,同时单层Bi2Se3增强了单层Ni I2的磁各向异性能,更有利于磁矩翻转。但是量子输运结果显示,该异质结构零偏压下的电子透射系数和电导很小,不利于电流的传输;（2）拓扑半金属具有高载流子迁移率,以及与拓扑绝缘体同样的拓扑性质,因而提出了单层拓扑半金属XTe2（X=Pt,Pd）来代替拓扑绝缘体与单层Ni I2形成异质结,并将该类异质结与基于拓扑绝缘体异质结的电子结构与量子输运性质进行对比。与拓扑绝缘体形成的异质结类似,该类异质结也具有电场可调的谷劈裂现象出现,具有可观且可调的SHC,不同的是该类异质结的在动量空间内零偏压电子透射系数和电导要远高于Bi2Se3/Ni I2三个数量级,尤其Pd Te2/Ni I2高于其五个数量级,有利于自旋流的转化和低功耗的实现;（3）分别建立了写入方式为STT和SOT的MTJ模型,研究了磁化方向、电流密度和阻尼常数对MTJ磁化翻转性能的影响,电流密度越大,阻尼常数越小,翻转性能越好,电流密度对翻转性能的提升存在阈值;同时探究了两种写入方式互相协同作用时,MTJ的翻转性能,面内磁化的MTJ在SOT辅电流比较小即略微增大功耗的情况下明显提升性能;垂直磁化时两者的性能提升均是在增大功耗的基础上实现的。随后研究了垂直磁各向异性常数对存储性能的影响,只有在磁各向异性常数比较大的情况下,MTJ才可以实现正常翻转,且翻转后的振荡时间会随着常数的增大而减少。