相对于体材料,二维材料由于少了一个维度,具有许多新奇的电子与化学性质。发端于石墨烯的成功制备,经过十余年的发展,已有一个庞大的二维材料家族。其中,MoS₂是性质优异的二维材料之一,因此受到了广泛的关注。单层MoS₂是直接带隙半导体,具有很好的稳定性,可应用于场效应管、光学器件和化学催化等领域。为了更好的利用MoS₂,对MoS₂的性质进行调控优化也是必须的。本论文采用第一性原理计算,研究了 MoS₂的卤化,气体分子在MoS₂ S空位（SV）处的吸附和磁性原子链吸附MoS₂ S空位链（SVL）的电磁性质以及调控。一、MoS₂的卤化。单个卤素原子（F,Cl,Br和I）都能稳定地吸附在MoS₂表面,且都具有1μB的磁矩。若再吸附一个原子则形成二聚体。F和Cl二聚体在最近邻构型时是非磁性,其他元素和其他构型的二聚体都表现为反铁磁。卤素原子间存在长程反铁磁相互作用。进一步对MoS₂进行单面完全卤化。F-MoS₂可以以成键态稳定地存在,电子性质计算表明F-MoS₂具有金属性。Cl-MoS₂和Br-MoS₂有成键态和非成键态两种状态,成键态比非成键态的能量高。I-MoS₂只有非成键态。二、H₂、N₂、O₂、NO、NO₂、CO、CO₂、NH3 和 H₂O 分子在含 S 空位（SV）MoS₂上的吸附。CO₂、N₂和H₂O分子是物理吸附在SV附近,SV加强了这3种分子的吸附强度。CO、NO、O₂和NH3分子是化学吸附在SV,与SV附近有悬挂键的Mo原子成键。其中,Mo-O键的形成会完全移除SV引起的杂质态。H₂分子和NO₂分子会解离吸附在SV。H₂分子解离成吸附在SV的2个H原子;NO₂分子会解离成NO分子和O原子,O原子会掺杂在SV,NO分子则会物理吸附在O掺杂的MoS₂的表面。三、V、Cr、Mn和Fe原子链单层MoS₂S空位链（SVL）上的吸附。这些过渡金属原子链都能以较大的结合能稳定地吸附在MoS₂,其电磁性质受到MoS₂衬底的影响。V和Cr原子链吸附到MoS₂后,磁耦合方式保持不变,但是强度减弱很多。Mn和Fe原子链吸附到MoS₂后则由铁磁性（FM）转变为反铁磁性（AFM）。沿原子链方向的单轴应力可用来调节TMC/MoS₂体系的电子和磁性性质。V/MoS₂在压缩应力下会由铁磁性的金属转变为反铁磁性的金属。Cr/MoS₂和Mn/MoS₂分别在-2.5%的压缩应力和5%的拉伸应力下,会由反铁磁性的窄带隙半导体转变为铁磁性的金属。Fe/MoS₂在-5%的压缩应力下会由反铁磁性的半导体转变为半金属。