随着人们对于智慧生活的向往,未来由低功耗智能计算芯片和灵敏传感器组成的智慧物联系统的需求也注定会出现爆炸式的增长。得益于卓越的物理特性和独特的非悬挂键原子级平整结构,二维材料有望成为硅基半导体材料的有力竞争者。因此,二维材料作为一种新兴的材料得到了飞速发展,并逐渐工业化和产业化。同时,二维材料的家族成员也在不断的增加,其应用领域也越发丰富多样,在高密度存储、光学传感、热电循环、新能源电池和辅助医疗等领域得到广泛应用。因此对新型低维度材料的性质研究成为了近些年的一个热门方向。本文主要运用密度泛函理论结合非平衡态格林函数的方法,对黑磷纳米带、单层蓝磷、蓝磷纳米管以及双层砷烯展开相应的电子输运性质、热电性能以及光学特性的理论模拟研究。主要研究结果如下:黑磷和硫化锗不仅具有显著的晶体各向异性和优异的机械性能,而且它们还具有铁弹特性。在沿锯齿方向的单轴应变作用下,其带隙将在不同的状态下发生转变。得益于硫化锗显著的电子各向异性,使得器件在初末状态下能够产生约为1000的开关比。因此利用材料的铁弹性能并结合晶体各向异性可以构建新型纳米机械开关和应力调控的非易失存储器件。掺杂（吸附）Ti原子的蓝磷热电器件在没有偏置和栅极电压的情况下,利用电极的温度梯度,可产生自旋塞贝克效应和自旋滤波效应。而在反平行磁化情形下,器件表现出明显的热磁阻效应和接近100%的自旋极化率。此外,在室温下Ti掺杂在单层蓝磷中沿锯齿和扶手椅方向的品质因数可以分别达到1.01和0.826。蓝磷纳米管的电学特性不但与其半径有关而且不同手性的纳米管也表现出明显的差异性。通过磁性电极自旋注入不同半径和手性的蓝磷纳米管,可以构建光波敏感的自旋光电子器件。当不同波长的偏振光照射ZPNT时,自旋光电流的方向和强度都会随光子能量变,且转变比高达214%。由于反平行磁矩系统显著的光感自旋流和高自旋注入效率使其在安全高速的光学信息传输方面具有潜在应用价值。在非金属Cl元素层间掺杂的双层砷烯系统中,由于原子层间吸附位的变化导致砷烯由半导体转化为导体。因此,通过外场可以调控砷烯系统的导电性和电子态密度。研究结果表明,双层砷烯具有体积小、集成度高的特点并且器件单元之间互不干扰。因此通过层间掺杂双层砷烯可以实现高密度非易电控存储。