自十多年前石墨烯被成功剥离以来,二维层状材料由于其区别于块体块材料的独特性能,一直是材料研究的中心焦点。随着对二维材料研究的不断深入,研究人员发现将不同的二维材料堆叠在一起,形成异质结构（层间为弱的范德瓦尔斯相互作用力）,其性能往往优越于单一材料的性能。六角磷化硼（h-BP）是典型的III-V族元素构成的二维材料,具有类似于石墨烯（Gr）蜂窝状的原子结构。立方磷化硼（BP）是一种各向同性半导体,其优异的化学惰性、硬度、高导热性和耐火性能,在实际应用中具有广泛的前景。目前实验上已经制备出块体磷化硼,测量其室温下具有460～500 Wm-1K-1的热导率,一些本征性质已经得到初步的研究。理论上计算二维h-BP层具有优异的载流子迁移率,并验证了其稳定性,但对其电子结构以及以此构建异质结的研究较少。因此,本文以h-BP为主要研究对象,系统地研究了单层h-BP的电子结构以及基于h-BP的范德瓦尔斯异质结电子结构调控。我们得到了一些有趣的结果,并以此为基础探讨了该类异质结在纳米器件以及光伏器件中的应用价值,其主要内容如下:1.电场对h-BP/Gr范德瓦尔斯异质结构肖特基势垒的调控。基于密度泛函理论（DFT）计算,研究了与h-BP/Gr范德瓦尔斯异质结构的界面特性和肖特基接触类型。我们构造了多层Gr异质结构的八种稳定堆叠构型,并且证实了其具有较好的热力学稳定性。h-BP/Gr范德瓦尔斯异质结不同的构型均表现出n型肖特基接触。异质结构中h-BP的能带结构可以在外加电场的作用下进行调控,从而有效地控制肖特基势垒高度。n型肖特基势垒高度随正向电场强度的增加而增大,最终接触类型转变为欧姆接触,而在反向电场作用下h-BP/Gr异质结由n型向p型肖特基接触转变。结果表明,利用外加电场调节h-BP/Gr范德瓦尔斯异质结的电子结构是一种行之有效的方法,通过外加电场的强度和方向可以控制肖特基接触向欧姆接触的转变。研究结果为高性能场效应晶体管的可控肖特基纳米器件的设计提供了理论支持。2.h-BP/h-BAs异质结的高效能量转换效率。系统地研究了h-BP/h-BAs范德瓦尔斯异质结构的电子结构和光学特性,同时,通过施加平面内双轴应变的手段对电子结构进行调控。计算结果表明,h-BP/h-BAs范德瓦尔斯异质结具有良好的光电特性,如具有合适的直接带隙（～0.93 e V）和优良的光吸收性能。在紫外-可见光范围内的光吸收系数可达10~5,并且其II型能带排列的特点能够使光生电子和空穴有效的空间分离。通过声子谱的计算证实了h-BP/h-BAs范德瓦尔斯异质结的动力学稳定性。我们设计了h-BP/h-BAs范德瓦尔斯异质结作为太阳能电池的模型,以金属和ITO为电极材料,同时也为h-BP/h-BAs范德瓦尔斯异质提供了支撑基板,h-BAs层作为供体材料,h-BP层作为受体材料。计算出h-BP/h-BAs范德瓦尔斯异质结作为太阳能电池的功率转换效率高达16.51%,高于有机太阳能电池的最高效率（11.7%）。我们的工作阐述了h-BP/h-BAs异质结构作为高效的二维激子太阳能电池候选材料的潜力。