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自石墨烯（graphene）开创性工作以来,科研工作者就不断挖掘和研究碳族以外的新型二维材料。其中,以二硫化钼（MoS2）为代表的过渡金属硫系化合物、以六方氮化硼（h-BN）为代表的III-V族化合物半导体因出色的光电特性而备受关注。此外,二维材料常与金属或其他二维材料形成异质结构被应用到场效应晶体管（FET）、光电探测器等光电器件中以提升器件性能,发挥其更大的潜能。因此,深入研究新型二维材料与金属异质结的界面特性及光电特性具有十分重要的科学价值。本文以密度泛函理论（DFT）为理论基础,运用第一性原理理论上研究了二维III-V族半导体氮化镓（GaN）、二维过渡金属硫化物三硫化钛（Ti S3）的几何结构及电子和光学特性,系统探索了其与金属异质结的界面特性以及硒化铟（InSe）/碲化锗（GeTe）双层异质结的界面特性。主要研究成果如下:1.预测了单层二维GaN的几何、能带结构以及光吸收特性,并构建了单层GaN与六种功函数（WF）不同的常用金属接触的界面模型。通过计算有效势、投影态密度、电子局域化函数等特征参数,对体系的隧穿势垒与轨道重叠、肖特基势垒进行了细致讨论分析。结果表明单层GaN与银（Ag）、镍（Ni）形成了欧姆接触,这有利于器件中载流子的有效注入,以实现高的器件性能。2.系统研究了单层TiS3与六种金属接触的几何结构和界面输运特性。通过对六种接触体系的投影能带结构、电子密度、电荷的密立根布局数等特性计算,分析得出铱（Ir）、镍（Ni）是与单层Ti S3接触更合适的金属电极。通过单层TiS3-Ni,-Ir接触双界面模型的输运特性计算,表明单层TiS3与金属Ir形成n型肖特基接触,而与金属Ni形成欧姆接触。3.构建了小晶格失配的二维InSe/GeTe双层异质结的界面模型,通过计算InSe单层、GeTe单层以及InSe/GeTe双层异质结的能带结构与光吸收谱,可以得出结论:所设计的InSe/GeTe双层异质结与两个单层相比,吸收强度因两单层的层间耦合显著增强,吸收边缘向红外光区域扩展;并进一步讨论了双轴应变对其投影能带、密立根布局数、电子密度差以及光吸收谱的影响。研究结果表明双轴应变可以有效调节InSe/GeTe双层异质结的电子和光学特性。