自从13年前石墨烯被发现以来,其拥有的超高载流子迁移率等独特的性质使其成为国际上的研究热点。同时人们也想到了与碳同为Ⅳ族元素的硅与锗是否也有类似结构与性质。因为硅和锗是上世纪最早用于实践的第一代半导体材料,是现代微电子工业和信息产业的基础,与现代工业十分契合,因此硅烯和锗烯作为石墨烯在硅和锗的对应物近年来也开始成为大家的研究目标。研究发现硅烯与锗烯拥有一些比石墨烯更为优秀的性质,例如更容易实现量子自旋霍尔效应。本文在硅烯与锗烯的基础上,提出了一种新型Ⅳ族材料--二维硅锗合金片层(GeSiAS)。并且还研究了金属吸附后二维硅锗合金材料的结构与电子特性。成功实现了通过调节体系中硅与锗的浓度来改变体系的电子结构特性。具体研究内容如下:通过第一性原理研究了独立的二维硅锗合金片层(GeSiAS)的几何与电子特性。所有合金片层体系结合能范围为3.89-4.76eV/atom,表明所有结构都可以稳定存在。同时晶格常数与最大键长如预期一致随着锗浓度N的增加而增大。所有体系在狄拉克点都有带隙,从1.5meV到24meV不等,介于硅烯与锗烯之间,同时狄拉克点的能量分布仍旧是线性的。由于与硅烯与锗烯类似的性质,这种新型Ⅳ族元素的二维材料在实践中也有非常广阔的应用前景。通过第一性原理方法对三种碱金属(Li、Na、K)单边吸附的二维硅锗合金片层的结构与电子特性进行了研究。所有三种碱金属(Li、Na、K)都倾向于吸附在二维硅锗合金六角环中心的上方。碱金属与硅锗合金片层间通过离子键结合紧密。随着超胞中锗浓度的增加,体系吸附能也有一个增大的趋势。除此之外,单边吸附碱金属原子可以在狄拉克点引入带隙,并可以通过锗浓度与吸附金属种类进行调节。带隙大小与体系中硅锗原子位置分布间的关系也在文中做了相关的说明。所有碱金属吸附硅锗合金片层结构打开的带隙范围从14.8meV到269.1meV,伴随着电子的有效质量范围从0.013到0.109 me。计算结果证明了碱金属吸附硅锗合金体系有高的带隙可调性与高的载流子迁移率。一言以蔽之,本文扩展了Ⅳ族元素的二维材料的种类,并为微纳电子器件的制作材料选择提出了一种新的可能。