新型纳米材料研究的逐渐深入、现代研究技术的不断出现,大大促进了纳米功能材料的发展和应用。本论文利用一维纳米管内嵌和二维纳米片掺杂的方法,构建了新型纳米功能材料:一维富氮高能材料和二维自旋磁性材料。利用密度泛函理论进行了低维富氮复合物高能材料和磁性半导体材料的理论研究。主要研究内容和结果如下:（1）采用了2个尺度理论计算模型来研究BN纳米管内嵌平面N₅环分子的限域稳定性作用,即有限长度的BN纳米管内嵌N₅原子簇模型和无限长的一维BN纳米管内嵌N₅周期性模型。在B3LYP-D3/6-311G（d,p）和ωB97X-D/6-311G（d,p）理论水平下研究了复合物原子簇模型N₅@M-BNNT的几何构型、电子结构以及稳定性。计算结果显示M-BNNT与内嵌的N₅环之间0.85 e的电荷转移产生了静电力相互作用,使得M-BNBN的限域环境可以稳定平面N₅环。在一维周期性体系N₅@1D-BNNT（6,6）中,电子结构计算表明一维的BN纳米管可以内嵌更多的N₅环,BN纳米管和每一个N₅环之间发生了0.89 e的电荷转移。分子动力学计算证明了N₅@1D-BNNT在室温条件下的稳定性。本文研究结果表明BN纳米管可以作为好的限域环境来稳定N₅,期望内嵌有N₅的BN纳米管复合体系N₅@BNNT在将来可以成为低维纳米含能材料的新型原料。（2）采用第一性原理计算软件VASP,分别使用GGA和GGA+U方法,对5d原子取代掺杂蓝磷的电子和磁性性质进行了系统研究。计算结果表明除了Ir和Pt掺杂体系,所有的体系都被引入了自旋极化现象。自旋密度和Bader电荷分析表明,Au和Hg掺杂体系的磁矩主要来源于周围P原子的贡献,其它掺杂体系的磁矩主要来源于5d原子的贡献。电子结构计算表明Ir和Pt掺杂蓝磷分别表现出半导体特征和金属性,W和Os掺杂蓝磷表现出稀磁半导体特征,Au掺杂蓝磷具有金属性,Hf、Ta、Re和Hg掺杂的蓝磷均具有半金属性。其中,Re掺杂体系具有高达-30.25 me V的磁晶各向异性能（MAE）,并且可以通过施加电场提高到-42.97 me V。本文研究显示5d过渡金属原子掺杂可以使蓝磷在自旋输运和高密度磁性储存材料上有潜在的应用。（3）使用GGA+U方法进行了镧系金属原子掺杂蓝磷体系的结构和磁性性质的探索。自旋磁性计算结果表明随着掺杂原子的原子序数的增加,掺杂体系分别具有整数值磁矩0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、8.0和7.0μB。自旋密度和Bader电荷分析进一步表明,镧系金属原子掺杂体系的磁矩主要来源于镧系原子的贡献。其中,Pr掺杂体系拥有高达66.68 me V的MAE,并且可以通过施加垂直于蓝磷表面的电场使其值提高到103.51 me V。电子结构计算表明La原子掺杂的蓝磷体系没有磁性,保留了其半导体特征。Pr,Nd,Pm和Gd原子掺杂的蓝磷具有稀磁半导体特征,然而Ce和Eu原子掺杂的蓝磷表现出半金属铁磁体行为。本文表明通过镧系金属原子替代掺杂蓝磷,可以实现调控其半金属或者稀磁半导体行为。因此,镧系原子掺杂的蓝磷有望成为一种新型的稀磁半导体材料,在自旋电子和磁性储存器件上有重要的应用。