石墨烯的成功剥离,引发了各个领域研究人员对二维纳米材料的关注。到目前为止,大量二维材料被成功地制备。二维材料相比于其块体材料具有独特的物理、化学特性,因此被提出可以广泛应用于电子、催化、能量存储及生物医疗等方面。在众多二维材料中,石墨烯和二硫化钼的发展最为成熟。在本论文中,采用基于密度泛函理论的第一性原理研究,探究了界面相互作用分别对由石墨烯和二硫化钼构建的二维异质结电子结构的影响,探讨了它们在自旋电子器件和场效应晶体管中的潜在应用。对于石墨烯,当其与金属镍衬底接触形成异质结后,石墨烯的电子结构发生了显著改变。界面作用诱导了石墨烯中磁性产生,使其从准金属材料变为半金属材料。这一发现有助于石墨烯在自旋电子器件中应用。对于二维二硫化钼,将其与三种不同终端的新型准金属材料Ti₃C₂T_x（T=O、OH、F）接触时,它们之间形成不同的接触特性。进一步,通过对这种范德华异质结施加双轴应力,我们发现结构稳定性,接触特性和肖特基势垒高度可以被有效调控,这种MS结构在场效应晶体管中有重要的应用价值。本论文的主要内容如下:（1）第一项工作我们系统研究了石墨烯吸附在金属镍（111）表面构成异质结的电子结构,结果显示只有在top-fcc（TF）和hollow-top（HT）配位接触时,石墨烯的电子结构表现出了半金属性,这一发现有助于石墨烯在自旋电子学中的应用。为了说明石墨烯的这一属性,我们分析了其电子结构和电荷转移。进一步研究了过渡金属原子在graphene/Ni（111）异质结衬底上的吸附,包括Fe,Co,Ni,V单原子。与单独吸附在石墨烯衬底上的情况作对比,我们发现,有镍衬底时,Fe,Co,Ni原子的磁性有所增大,V的磁性降低。磁性特性可以由晶体轨道劈裂和自旋密度分布来分析。我们发现Fe,Co,Ni,V的3d电子轨道中分别有2,1,0,3个孤对电子,这与它在graphene/Ni（111）异质结上的磁性是相对应。（2）第二项工作我们探究了MoS₂与Ti₃C₂T_x（T=OH,F,O）形成的二维范德华异质结的稳定性和电子特性,研究发现,与三种不同终端的Ti₃C₂T_x构成的异质结在界面处展现出不同的接触特性。对应T=OH,F,O,分别为欧姆接触、n型肖特基势垒接触、p型肖特基势垒接触。在场效应管中,我们希望电子能够自由的在电极和沟道间移动,因此,接触势垒越低,场效应管的性能就越好。进一步,我们通过计算异质结的稳定性和电子结构来了解应变的调控作用,应变范围从0到10%,间隔为2%。计算发现,三种接触在一定拉伸应变时均可以转变为欧姆接触,这是非常有趣的。我们分析了异质结界面间的电荷转移,层间距,以及结合能的变化,结果发现,随着拉伸应力的增加,越来越多的电子从金属Ti₃C₂T_x一侧向半导体MoS₂一侧转移。层间距的变化也和拉伸应变成线性关系,其中Ti₃C₂O₂/MoS₂和Ti₃C₂F₂/MoS₂异质结的界面间距都随应力增加而减小,而Ti₃C₂（OH）₂/MoS₂异质结间的界面间距则基本没变化。结果还发现,随着应力增加,三种接触异质结间的结合能都变大,这表明MoS₂/Ti₃C₂T_x（T=OH,F,O）异质结的结合越来越稳固。因此,我们相信这篇论文中的研究成果可以为二维异质结在电子和自旋电子器件中的应用提供新的思路。