人们对于更大的硬盘驱动器的存储容量的日益增长的需求,推动了人们对这方面的关注和广泛的研究。在上个世纪末研究者发现了巨磁阻（GMR）效应,几年后就研究得到基于氧化铝的磁性隧道结（MTJ）。MTJ是一种不同于其它类型的磁性存储器,它是自旋电子学领域的有研究前景的纳米结构器件。MTJ具有很高的隧道磁阻（TMR）效应,体现在存储容量、速度和稳定性方面有很大的优势,另外由于是纳米器件,它的尺寸会比之前的存储器都要小。主要研究应用于两个领域:硬盘驱动器和磁阻随机存取存储器。这说明磁性隧道结对未来的存储设备发展很重要。MTJ的基本元件是由左右两个磁性电极连接中间厚度极薄的绝缘势垒层构成。我们需要找到合适的隧道结的电极和势垒层材料用来改善其输运性能。本论文使用基于第一性原理的ATK（Atomistix Tool Kit）程序包采用结合密度泛函理论的非平衡格林函数方法系统地研究分析了二维（2D）材料作为中间势垒层和带磁性的（2D）材料作为磁电极时对纳米器件--磁性隧道结的输运性质的影响,将研究结果详细分析总结如下:基于层状WS2作为磁性隧道结的势垒层的输运性质的详细系统探究,分析得到的结果表明,计算了不同层数的中间势垒层的Fe/WS2/Fe结的隧道磁电阻,比较发现5层势垒的隧道结的磁电阻最高,达到磁阻变化的饱和值。基于实际应用的考虑,我们要在隧道结上加偏置电压,高于0.4V,磁阻会出现振荡现象。我们从而得知为得到有效的磁阻,偏置电压的增加需要保持在隧道效应内。我们希望得到更高的磁阻。为此,我们尝试用不同厚度的Co自旋注入到几个不同厚度势垒层的隧道结界面处。对于在Fe和WS2的界面处插入Co的结,可以在界面共振态的零偏压下观察到增强的磁阻。其中我们选取具有巨磁阻效应的注入3层Co的5层势垒层的隧道结加偏置电压,在较小的偏置下,磁电阻就有了降低。这说明偏置电压不利于Co的电子自旋注入。VS2作为一种最稳定的2D磁性过渡金属硫化物（TMD）材料,其独特的磁性性质吸引了众多应用领域的关注。VS2作为磁性电极和MoS2组成横向的磁性隧道结（VS2/MoS2/VS2）。为了简便计算,我们采用静电掺杂方法来模拟代替F、Cl或者Br掺杂VS2得到半金属性质,使其能够有效的自旋注入。我们探究了不同势垒层厚度的隧道结的磁电阻,表明磁电阻随着势垒层厚度增加而相对有所增加。研究结果表明具有5层MoS2势垒层的扶手椅型和锯齿型隧道结的磁电阻分别高达108和107,也就是说扶手椅型器件获得了更高的自旋电子注入。由于VS2和MoS2具有相似并匹配的能带结构而是该隧道结具有高效的自旋注入。我们把隧道结分为平行（P）配置和反平行（AP）配置,结果显示输运特性是由两种配置的自旋向上通道起主要贡献,是由于自旋向上的能带穿过费米能级。研究结果说明VS2/MoS2/VS2在2D电子器件有非常优秀的研究前景。