由于其新奇的量子特性和高柔韧度,二维材料被认为是下一代纳米电子器件的理想载体。寻找新型二维材料,研究及调控其基本性质是近年来凝聚态物理和材料学领域的重要课题之一。基于第一性原理计算,本论文系统地研究了几种典型二维硫属化物的结构相变、稳定性、电学及光学性质,并预测了一种可以稳定存在的二维六角结构的第IVA族单硫化物。在已知的过渡金属二硫化物中,单层VS₂由于具有本征磁性而引起了人们的广泛关注。我们研究了在单层VS₂中由电荷掺杂引起的结构相变。我们发现不掺杂电荷时,VS₂的基态为2H相,并且它是最高价带和最低导带携带不同自旋极化的双极磁性半导体。在实验可达到的掺杂浓度范围内,通过空穴掺杂可以在VS₂中实现从2H到1T相的结构相变,并伴随着电子结构从半导体到半金属（half-metallicity）再到磁性金属的相变,而电子掺杂只能实现从半导体到半金属的电子结构相变。空穴和电子掺杂对结构相变的不同影响是由于1T相的费米能级高于2H相的导带底造成的。在二维半导体中,如果一种材料的联合态密度上存在鞍点,那么在鞍点处会出现发散的光吸收现象。另外,由于二维材料的介电屏蔽很弱,激子效应非常明显,在上述半导体中会产生一种新的量子态—鞍点激子态。我们通过理论计算发现在二维β相第IVA族单硫化物（MXs）中存在鞍点激子,它们是继石墨烯之后另一类存在明显鞍点激子的材料。鞍点处的光吸收在可见光范围内,在单层时的光吸收率可以高达61%。此外,我们发现层厚是调控鞍点激子的有效手段。这些结果表明二维β-MXs不仅是下一代光电器件的候选材料,也是研究鞍点相关的多体物理的理想模型。由于IVA-VIA族化合物具有丰富的晶体结构和物理性质,在这类材料中寻找新的稳定结构具有重要意义。我们预测了一种稳定的二维六角结构的MXs（γ相;M=Ge,Sn;X=S,Se,Te）。除了SnS之外,其他五种材料的γ相能量都低于它们对应的α和β相。通过计算它们的亥姆霍兹自由能随温度的变化,我们发现低温是实验能否合成γ-MXs的重要因素。γ-MXs是间接带隙的半导体。它们的电子有效质量非常小（～0.14 m_e）,具有较高的电子迁移率。