由于独特的层状结构和较大的表面积,二维材料表现出有趣的电子、光学和力学性能,可制备各种性能优异的设备。但是二维材料制备的器件在实际工作中会受到各种限制。例如,目前主要是用窄带隙二维材料制作偏振光探测器,这种探测器无法直接探测紫外波段。因此,探索具有光学各向异性的宽带隙半导体材料具有重要实际意义。本文主要研究内容如下:(1)研究了单层二硒化锗(GeSe2)的力学性质。本文首先研究了单层GeSe2的力学稳定性、杨氏模量和泊松比。结果表明,单层GeSe2表现出较强的抗小变形稳定性。其杨氏模量分别是Ex=45 GPa和Ey=41 GPa。其泊松比表现出各向异性。进一步地,本文研究了两种单轴应力(+x方向,+y方向)作用下单层GeSe2的应力应变行为。结果表明,在x方向和y方向上其能承受的最大应变分别是32%和28%,对应的理想强度分别为5.85 GPa和8.19 GPa。这表明二硒化锗的柔韧性好,能承受较大应变。(2)研究了体相结构和单层结构二硒化锗的电子性质。本文计算了能带结构、态密度和载流子有效质量。结果表明,体相结构和单层结构的二硒化锗都是直接带隙半导体,带隙分别是2.496 eV和3.030 eV。两种结构的输运特性均表现出各向异性,其中单层结构具有更低的载流子有效质量,这意味着更高的载流子迁移率。(3)研究了体相结构和单层结构二硒化锗的光学性质。本文计算了介电函数、吸收系数、反射率和能量损失函数。结果表明,两种结构的光学性质表现出明显的各向异性。在6.40 eV-13.56 eV的能量范围内,体相结构反射率较大,会表现出金属特性。在可见光范围内,单层结构几乎是透明的。在短波紫外光范围内,两种结构都有很高的吸收系数,单层结构达到104cm-1量级,体相结构达到105 cm-1量级,表明二硒化锗非常有希望应用于紫外短波探测器。