近年来,随着人们对纳米材料研究的不断深入,人们对半导体材料的要求越来越高。影响二维半导体材料在电子器件等领域应用的主要因素有:材料的带隙、载流子迁移率、磁性等等。其中,黑磷拥有合适的禁带宽度以及较高的载流子迁移率,吸引了科研工作者们极高的研究兴趣。但是在实际应用中,通常用掺杂、外加电场、外加应力等方法对材料性质进行调控,扩展材料的应用范围。掺杂是一种简易可行的方法,通过掺杂可以改变材料的带隙,调节光吸收范围等。外加应变场也能很好的对带隙进行调控。因此,研究单层黑磷在原子掺杂以及外加应变场下性质的变化,对扩展其在电子器件领域的应用具有重要意义。对此,本人采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了硅原子和硼原子单掺杂以及共掺杂单层黑磷材料的性质,并通过对单层黑磷以及硼、硅掺杂单层黑磷外加双轴应变场的方式,对材料的电子结构进行分析研究。结果表明:（1）在3×3×1单层黑磷超胞中分别掺入硼原子或硅原子时,均可以调控黑磷带隙。在单层黑磷中随机掺入硼原子时,体系仍保留原来的半导体特征,然而带隙由原来的0.924 eV减少到0.645 eV,最小光吸收点从0.645 eV开始;但是在掺入硅原子后,体系由原来的直接带隙半导体变成磁性半导体。（2）在硼原子和硅原子的共掺杂体系中,通过改变硼原子和硅原子的掺杂位置和距离,共考虑了六种不同的替换构型:BSi1P34、BSi2P34、BSi3P34、BSi4P34、BSi5P34、BSi6P34,其中BSi1P34、BSi2P34、BSi3P34是硼原子和硅原子处于同一褶皱面内,BSi4P34、BSi5P34、BSi6P34是硼原子和硅原子处在不同平面时的构型。结果表明,当硼原子和硅原子处在同一个平面时,随着硼原子和硅原子之间距离的增大,光吸收峰值将发生红移。当硼原子和硅原子处在不同褶皱平面时,随着硼原子和硅原子距离的增大,吸收峰发生蓝移。因此,改变掺杂原子之间的位置、距离可以扩展材料的光吸收波段。（3）通过外加应变场的方法,首先研究双轴应变对于单层黑磷体系的影响。结果表明,在一定应变范围内,压缩应变的作用要强于拉伸应变,压缩应变主要是通过改变单层黑磷面内及面间键角、面内键长来改变单层黑磷的带隙值。接着,我们又研究了不同双轴应变下硼原子和硅原子掺杂单层黑磷后,掺杂体系带隙的改变。结果表明,在掺硅体系中,无论是外加拉伸应力还是压缩应力,掺硅体系的费米能级处始终有一条杂质带。因此,硅原子掺杂的单层黑磷体系始终保持半金属特性。但是,在双轴应变下的硼掺杂单层黑磷体系中,当对体系施加压缩应力时,随着应力值的增大,体系的带隙值减小。当应力值不大于5%时,硼掺杂体系的带隙值增幅为0.053 eV,当施加的双轴应力值大于5%时,硼掺杂体系的带隙值将迅速减小,比如,当拉伸应力为10%时,体系对应的带隙值为0.482 eV,相比未施加应力的硼掺杂单层黑磷的带隙值（0.645 eV）减小了0.163 eV。当压缩应力值大于10%时,硼掺杂体系的带隙值几乎保持不变。