由于二极管有二次击穿等缺点,在实际应用中给生活生产带来一定的不便。随着科技的发展,晶体管的时代逐渐到来,其中场效应晶体管在集成电路中占据着越来越重要的位置,为科技的发展做出了卓越的贡献。而金属-氧化物半导体场效应晶体管在某些方面可以实现二极管效应,并且具有易于集成,无二次击穿等优点,在集成电路中发挥着比较大的作用。随着摩尔定律极限的到来,寻找新型材料去设计场效应晶体管成为如今各个研究领域的热门课题。石墨烯为科学家们打开了二维材料的大门,其优越的性质,吸引了广大科研学者的关注。石墨烯组成的场效应管也吸引了大批科研工作者们的目光,但由于缺乏带隙,导致其实际应用受到了限制。然而,六角氮化硼可以打开石墨烯的能带,促进了石墨烯和氮化硼异质结的相关研究。但有关石墨烯和氮化硼异质结在二极管输运性上的研究还是比较欠缺。于是本文的第一个工作采用了半经验的扩展休克尔分子轨道理论,探究了石墨烯-氮化硼异质结场效应管在单双栅下的电学性质。结果显示在单栅下有着优异的双向二极管效应（在栅压的调控下,异质结的正负方向都有电流流通）,且开关比可以达到104。在双栅调控下,该异质结场效应晶体管在栅压为-2 V～2V的范围下的电学性质,与单栅的场效应晶体管是一样的。但是当栅压的大小超过这个范围时,其性质就有所不同。研究结果表明可以根据实际需求,制作不同栅极的石墨烯-氮化硼异质结场效应晶体管。二维材料中的石墨烯是通过掺杂等获取磁性,但掺杂浓度在实验上控制上还是有一定的困难。随着自旋电子学的发展,对于寻找有磁性且易于合成的二维材料是非常有必要的,而过渡金属碳化物是一种新型的二维材料。于是本文的第二工作是结合了密度泛函理论,探究了第四周期过渡金属碳族化合物X2C（X=Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn）的电子结构性质,发现其中Cr2C有着非常好的半金属性质。通过对Cr2C的自旋电输运性质的探究,结果显示其自旋极化率在理论上的最大值可以达到97.44%。