纳米材料由于不同于大块固体材料特殊的物理性质,引起了人们广泛的关注,目前,纳米材料已广泛应用到生活中的各个领域,纳米材料方便人们生活的同时,挖掘其潜在应用也就更加迫切,伴随微电子技术的不断发展,所带给人们的变化是日新月异的,在硅材料制造的电子器件发展受到限制的背景下,寻求能代替硅发展的更是迫在眉睫,2004年带有众多优良物理性质的二维纳米材料石墨烯映入人们的眼帘,石墨烯的不足之处在于它本身缺乏带隙,所以限制了石墨烯在电子器件领域的应用,本文利用超卤素团簇和超碱金属团簇的偶极场作用打开双层石墨烯的带隙,两个团簇的吸附作用使得armchair型石墨烯纳米带（AGNRs）形成了PN结特性,而且两个结构都产生了负微分电阻效应。首先,利用密度泛函理论和非平衡格林函数的第一性原理,对吸附在双层石墨烯（BLG）的超卤素LiF₂团簇和超碱金属Li₃O团簇所构成LiF₂/BLG/Li₃O三明治结构和原始双层石墨烯的电子结构和输运性质的进行了研究,计算表明,两团簇不仅可以稳定的吸附在双层石墨烯上,并且可以打开双层石墨烯带隙,体系中的电子和空穴上下层的空间分离非常适合于获得高效的光伏电池中的光电转换,对于LiF₂/BLG/Li₃O三明治结构的I-V曲线中出现了负微分电阻效应,并且还观察到在正负偏压下IV曲线是不对称的。其次,我们还研究了超卤素LiF₂团簇和超碱金属Li₃团簇吸附的armchair型石墨烯纳米带（Li₃/AGNRs/LiF₂）和原始的armchair型石墨烯纳米带（AGNRs）两种体系的的电子结构和量子输运性质,计算的结果表明,超卤素LiF₂团簇和超碱金属Li₃团簇分子能稳定地吸附在AGNRs上,超碱金属Li₃团簇和超卤素LiF₂团簇的吸附能使AGNRs的两侧分别表现出n型和p型半导体的特性,还发现Li₃/AGNRs/LiF₂结构可以减小器件的带隙,降低器件的导通电压,提高器件的传输系数,并且在正向偏压电流大于反向偏压电流的情况下具有PN结的整流特性,计算的结果还表明,在AGNRs的不同区域吸附超碱金属团簇和超卤素团簇,是AGNRs形成具有PN结特性的可行途径。