自二维石墨烯材料成功制备以来,大量二维材料由于其新奇特性和潜在用途吸引了大量科学家的研究。二维氮化镓（Gallium Nitride,GaN）材料作为Ⅲ族氮化物中二维材料的代表,有着类石墨烯结构,目前已被实验成功制备。由于GaN单层存在间接带隙和无磁性等特性限制了它的应用,因此较多的修饰用于调制这些特性。其中功能化对GaN单层的电子结构和光学性质有着较大影响,但是目前关于GaN单层功能化后的结构性质、电子结构和光学性质等基本物理性质缺乏系统的理论研究。本文基于第一性原理方法,系统地研究了GaN单层基本物性及功能化调制GaN单层后的结构性质、电子结构和光学性质,从电子和原子层面揭示了功能化后GaN单层的机理电子结构和光学性质,并基于其性质进一步判断功能化GaN单层在工业领域的潜在应用。归纳起来主要有:基于第一性原理赝势方法,构建了GaN单层氢化和氟化后的结构模型。从力学和动力学角度分析功能化GaN单层的稳定性,其中除了半氟化以外的功能化GaN单层都是稳定的。进一步通过态密度图和能带结构分析功能化GaN单层能带的主要构成、带隙大小以及带隙类型,发现功能化可以轻易的调制GaN单层的电子结构。随后通过定量电荷转移分析,说明GaN单层上存在大量的电荷转移,导致GaN单层由平面结构变为褶皱结构。此外功能化可以提高GaN单层的功函数,则功能化GaN单层可能与一些金属形成欧姆接触。最后通过计算功能化GaN单层光学性质的实部和光吸收谱,结果表明半氢化显著增强了GaN单层在可见光区域的光吸收。基于功能化对GaN单层电子结构和光学性质的调制机理,本研究提出了半氢化GaN单层是一种潜在的新型光电子材料,为基于GaN单层的光电器件制备提供指导。