2004年,科研人员成功制备出石墨烯,这激发了研究者对二维材料的研究热情。研究人员不断寻找结构独特且具有优异性质的新颖二维材料。其中,单层磷化硼（BP）是一种性能很好的二维材料,具有类石墨烯结构和较高的稳定性。BP的带隙值随着层数的增加而减小,其能带可以通过堆叠和施加外电场进行调控,单层BP是一种带隙值约为1 e V的半导体材料且具有直接带隙的性质。此外,它还具有极高的载流子迁移率。由于单层BP的优良特性,且其在异质结和超晶格上的研究还较为缺乏。本文基于第一性原理,研究了基于单层BP二维异质结和超晶格结构的电学性质,并进一步研究了应力及外加电场对其能带的调控。这些研究结果为二维BP异质结在光电子器件中的应用提供了很好的理论依据。主要研究内容包括:首先,基于第一性原理,计算了单层BP、Al N以及BP/Al N异质结的电学性质。研究发现,层与层间弱的范德华力导致异质结具有不同于单层材料的特殊性质:单层BP和Al N分别具有直接间隙和间接带隙半导体特性,而二维BP/Al N异质结则表现为直接带隙半导体特性。进一步研究发现:二维BP/Al N异质结的导带底和价带顶分别主要由BP层和Al N层贡献,即BP/Al N异质结具有典型的Ⅱ型（typeⅡ）能带特征,这有利于材料中电子和空穴的分离。此外,通过对BP/Al N异质结施加应力和电场均会引起BP/Al N异质结带隙值的改变,但其能带结构始终保持稳定的Ⅱ型带排列特征,说明了该异质结在光电器件中具有广阔的应用前景。其次,基于单层BP,分别研究了中心BN和graphene分别为六边形和三角形两种构型的BP/BN和BP/graphene二维平面异质结的电学性质。结果表明:两种构型的BP/BN二维平面异质结均为直接带隙半导体,且带隙值均随着中心BN原子数的增多而逐渐增大。相反,对于两种构型的BP/graphene二维平面异质结,其带隙值随中心石墨烯C原子数的增多而逐渐减小。有趣的是,三角形构型的BP/graphene二维异质结与单层BP的性质相差很大,几乎表现为金属性。因此,通过改变二维异质结中两种组分的比例,可以有效地调控异质结的能带结构和电学性质,为二维平面异质结在光电器件中的应用提供了很好的思路。最后,基于单层BP,研究了两种构型（根据超晶格两种材料连接处的边界结构分为armchair构型和zigzag构型）BP/graphene二维超晶格结构的电学性质。结果表明:对于这两种构型,固定超晶格中一个周期的长度并不断增大石墨烯的比例,超晶格的带隙值都呈减小趋势。此外,超晶格构型的不同对其电学性质起着决定性作用:armchair型BP/graphene二维超晶格均表现为半导体特性,而zigzag型超晶格随着石墨烯比重的增加从半导体转变为金属特性。因此,通过固定超晶格中一个周期的长度,不断调整BP与graphene的比例,可以达到调控带隙的目的,这一结果表明该超晶格体系在半导体器件中具有很大的应用价值。