自2004年开始,石墨烯的出现受到了科学家们的重视,由于石墨烯具有优异的物理性能,尤其是导电性能突出,因此石墨烯在诸多领域都有较为广泛的应用。随着石墨烯技术的逐渐发展,人们在石墨烯的基础上发现了更多的二维半导体材料。例如,磷烯是一种具有超高空穴迁移率的二维材料,Mo S2是一种拥有较大的比表面积和原子曝光率的过渡金属二硫化物。这使得它们对场效应晶体管、催化和能量存储有着深远的影响。在二维材料制备的过程中不可避免的导致原子缺陷,这会影响材料本身的电,热,机械,化学甚至磁性能。因此构造缺陷也是一种对二维材料本身进行改良的一种办法。在大多数二维层状材料中,相邻层之间的作用力主要为范德瓦尔斯力,在该力的作用下可以使两种性能不同的二维材料在较低的晶格失配率下形成范德瓦尔斯异质结,以满足人们对拥有多种优异性能复合二维材料的需求。当金属性的二维材料单层与半导体性的二维材料单层通过范德瓦尔斯相互作用整合为异质结构时会产生肖特基势垒。因为石墨烯拥有金属性,因此与石墨烯构成异质结材料可以有效的应用于有关肖特基势垒的研究。本文在计算过程中采用第一性原理对含缺陷的磷烯纳米条带的磁性进行分析,并研究了对Janus材料/石墨烯异质结的肖特基势垒的调控。获得的主要创新性成果如下:第三章:本章以第一性原理计算为基础,系统的研究了Janus In2SSe单层与石墨烯接触以形成的范德华异质结构的性能,两种石墨烯/In2SSe异质结构关于肖特基势垒的高度和接触的类型可以通过调整控制层间距离和施加外部电场改变。通过增加层间距离可以减小n型肖特基势垒高度,通过改变层间距离或施加外部电场可以使异质结构肖特基势垒接触类型从n型肖特基接触到p型肖特基接触的转变。本研究结果表明,In2SSe和石墨烯的异质结构适合于需要可调肖特基势垒高度的应用。第四章:本章以第一性原理计算为基础,研究了WSe Te/石墨烯形成的两个异质结的结构和接触界面的电子性质。研究中发现一个有趣的现象,当Te WSe与石墨烯接触时,Te WSe由半导体性转变为金属性,而通过减小层间距,可以形成一个逐渐变大的n型的肖特基势垒,而当Se WTe与石墨烯接触时,会形成一个p型肖特基势垒。当减小层间距时,p型肖特基势垒会逐渐变小。当增加层间距离时,会发现异质结构的肖特基势垒将由p型接触向n型接触。这个发现可以为设计具有高性能的可控肖特基纳米器件提供物理指导。第五章:本章通过基于密度泛函理论的第一性原理计算。研究了在磷烯纳米条带中SV-（5|9）单缺陷与双缺陷由于量子限制效应产生的特殊性质。这些缺陷都很容易在有较高面密度的磷烯中产生。研究发现当SV-（5|9）缺陷存在时,由于缺陷中存在一个带有悬挂键的原子,因此黑磷的基础带隙中将会引入未占据的局域态,产生半金属性,使得其由半导体转变为导体。