黑磷作为一种新型的层状二维材料具有直接带隙、高迁移率、高开关比等优异的性质。而相比于多层黑磷,单层黑磷的迁移率更高,带隙更大,在器件的应用上具有更大的优势。同时,单层黑磷褶皱的层状结构使得其可以通过多种手段进行性能调控,从而使得黑磷具有更广阔的应用前景。因此本论文通过第一性原理计算,系统地对平面内应变作用下的单层黑磷的能带结构和ⅣA、ⅤA族以及ⅥA族杂质掺杂的单层黑磷的能带结构进行了研究。主要研究内容如下:(1)本文首先利用第一性原理计算研究不同平面内应变作用下单层黑磷结构形变以及能带结构变化。研究发现在应变作用下,单层黑磷的带隙有不同程度的增加或减少。此外,平面内单轴应变可以使单层黑磷由直接带隙半导体转变为间接带隙半导体,双轴拉伸应变作用下的单层黑磷始终保持直接带隙性质,双轴压缩应变在1%时就能使单层黑磷由直接带隙转变为间接带隙,而双轴压缩应变增加到7%时,单层黑磷导带底和价带顶重合,单层黑磷具有金属性。(2)本文利用第一性原理计算了ⅣA族、ⅤA族以及ⅥA族原子掺杂后单层黑磷的结构形变以及能带结构变化。研究结果证明掺杂后的单层黑磷结构发生形变,对称性被打破,形变程度与杂质原子的半径有关。具体来说,杂质原子半径与P原子半径差距越大,掺杂体系结构形变越明显。计算结果表明引入杂质后单层黑磷能带数目增加,曲率减小,掺杂体系的带隙值与杂质原子半径有关,杂质原子半径与P原子半径相差越小,带隙值越大,ⅣA族和ⅥA族原子掺杂后单层黑磷带隙减小,而ⅤA族原子掺杂后的单层黑磷带隙值增加。此外,计算结果还表明O、S、Ge、N和As原子掺杂后的体系为直接带隙半导体,而C、Si和Se原子掺杂后的体系则为间接带隙半导体。