近年来,随着二维材料的兴起,科研人员的关注在很大程度上从传统的三维材料转移到二维材料身上。由于本身的低维属性和独特的电子结构性质,人们普遍认为二维材料在新一代柔性纳米电子器件和光电器件领域具有广泛的应用前景。此外,由于层间结合方式是范德华力,人们可以基于已发现的二维材料,通过不同的堆垛或组合方式构建新型的有限层二维结构,并获得多种多样的新奇的物理现象。在本论文中,我们主要以磁性半导体二维材料Ni Br2和磁性金属二维材料VS2作为研究对象,采用第一性原理计算的方法,研究这两种二维材料的电子结构性质和基于这两种二维材料的纳米电子器件的量子输运性质。工作包括以下两方面:1.有限层磁性半导体材料Ni Br2在不同堆垛方式下的电子结构性质和量子输运性质。首先,我们对比不同堆垛方式下的双层Ni Br2和三层Ni Br2的形成能。结果显示,反铁磁态AA构型的双层Ni Br2和AAA构型的三层Ni Br2的形成能最低,表明这两种结构最稳定。进一步,我们对这两种结构用门电压进行调控,研究其电子结构的变化情况。我们发现,双层Ni Br2在正向门电压值达到35V时,自旋向上的能带出现导电性,该材料从磁性半导体转变成磁性半金属。而在负门电压值达到35V时,自旋向下的能带出现导电性。对于三层Ni Br2,正门电压和负门电压的调控结果是一致的。随着门电压值的增加,该材料由磁性半导体转变为磁性半金属,最后转变为磁性金属。最后,我们搭建了基于双层Ni Br2的纳米电子器件,研究其隧穿磁阻（TMR）和光电流性质。我们发现,该电子器件能得到超高的TMR,量级达到了109,而且在门电压为10V的条件下还可以得到纯自旋电流,表明Ni Br2可用于制作性能优良的自旋电子器件。2.VS2/n-MoS2/VS2垂直异质结的量子输运性质研究,包括电子通道数、透射系数、隧穿磁阻的研究。VS2是一种新近发现的层状磁性金属材料。首先,我们研究了体相VS2的电子结构性质,发现在不同费米能级下,自旋向上和自旋向下的电子通道个数明显不同,这会导致基于VS2构造的磁滞隧穿结在两侧导线处于自旋平行态和自旋反平行态时自旋极化的透射系数明显不同。因此,我们构造了VS2/n-MoS2/VS2垂直磁滞隧穿结,并研究了该磁滞隧穿结的量子输运性质,其中n-MoS2表示散射区有n层MoS2。计算表明:（1）n从1变到3,VS2/n-MoS2/VS2磁滞隧穿结的自旋极化的透射系数逐渐减小,且两侧导线处于自旋平行态时的透射系数总是远大于处于自旋反平行态时的透射系数,导致体系的TMR大于1000%,且几乎不随着n的增加发生变化,表明少数层MoS2就是非常良好的绝缘层,有效减小了器件的尺寸。（2）通过门电压调控体系能量发生变化时,TMR也发生明显变化。尤其当体系能量等于1.66 e V时,隧穿磁阻可以达到108%的数量级,显示出卓越的磁滞隧穿现象。（3）在体系费米能等于0 e V时,TMR随着电极偏压的增加逐渐变大。研究显示,VS2/n-MoS2/VS2垂直异质结是潜在的具有良好应用前景的磁滞隧穿结。