2004年石墨烯的成功制备,开启了石墨烯的黄金时代。随着研究的深入,二维材料展现出各种令人惊喜的性能,激发了科研人员的兴趣,开始探寻其他类似石墨烯的二维材料,磷烯、硼烯、锗烯、硅烯等单元素二维材料进入研究领域。本文选择石墨烯和硅烯作为研究对象,对其电荷输运性质进行研究。本文利用紧束缚近似理论结合格林函数,建立研究模型,利用Kwant软件对材料进行模拟运算,得到系统的能带、电导、态密度等数值结果,并将其可视化,加深对材料输运特性的认识。文章研究内容包括三个方面:1、双层石墨烯的电荷输运特性对锯齿形和扶手椅形两种双层石墨烯分别进行研究,锯齿形双层石墨烯的能带可以通过外加垂直电场来调控,无外场作用时,在零费米能处没有能隙,打开带隙并产生拓扑边缘态成为本文的研究内容之一。通过研究发现,垂直电场和光照都能打开带隙,体系呈现拓扑边缘态。对扶手椅形双层石墨烯进行同样的研究,无外场作用时能带以抛物线的形状相交于K点,无能隙,电场单独作用能够打开能隙,但没有拓扑边缘态,光照可以得到拓扑边缘态。2、硅烯电荷输运性质硅烯和石墨烯具有类似的二维蜂窝结构,但是硅烯特殊的翘曲结构增强了自旋轨道耦合作用,并由此引发的性能差异引起了研究人员的兴趣,本文主要研究硅烯纳米带的输运特性。对同一硅烯纳米带的不同区域分别施加光照和电场,研究硅烯纳米带中拓扑边缘态的隧穿效应,研究结果有望应用于隧穿器件研制。3、石墨烯异质结场效应晶体管根据已发表的实验结果,建立石墨烯场效应晶体管计算模型,根据实际试验条件选择计算参数,用理论计算去验证实验。在以上结果的基础上,进一步研究圆偏振光对石墨烯异质结的影响,我们发现通过栅极电压可调节载流子浓度,实现异质结结型转变,最终实现电子器件的“开/关”功能。