新型的共振隧穿二极管（Resonant Tunneling Diode）由于其具有低功耗、高速以及特殊的I-V曲线特性,让其在振荡电路、逻辑器件、无线通信以及神经网络等领域有着广阔的应用前景。同时随着集成电路领域技术的不断发展,器件尺寸不断接近“摩尔定律”的极限。现有硅基技术的发展已经遇到了瓶颈。在这种状况下,集成电路领域对于一种能够替代硅的材料的需求迫在眉睫,由于二维材料具有较高的载流子迁移率、良好的稳定性以及易于制备等一系列优异的性质。越来越多的科研工作者把目光转向了新型的二维材料。本文主要是通过理论计算仿真,采用不同的二维材料,基于量子阱的机理,利用共振隧穿来实现二维器件的负阻（Negative Differential Resistance）效应。首先由于石墨烯纳米带（Graphene Nanoribbon GNR）带隙与其宽度相关,使得其带隙易于调控。于是从石墨烯出发,使用GNR宽窄带相结合的方式构建器件。通过对器件两端的GNR进行n型掺杂,将位于同器件沟道区的石墨烯宽带相连接的石墨烯窄带进行p型掺杂来抬高势垒,中间的石墨烯宽带会在势垒的局域作用下形成分立能级。利用器件沟道区的量子阱（Quantum Well）实现GNRFET的NDR效应。为了将石墨烯平台上利用量子阱的机理设计负阻器件的设计方法拓展到其他的二维材料上,本文构建Mo S2器件。选择Mo S2是因为其具有不同的相,而且在这些不同的相中,既存在表现出金属性的1T相,也存在表现出半导体性的2H相。文章将1T型的Mo S2当作电极,器件的沟道区则由2H、1T和2H型Mo S2异质结构成。沟道区中由于2H型Mo S2具有较大带隙,导致1T型Mo S2两端形成势垒,在这个势垒的局域作用之下,1T型Mo S2形成了分立能级。在这种量子阱的结构中,Mo S2器件也表现出了NDR现象。本课题的创新点在于基于量子阱的机理设计新型二维材料NDR器件,其中包括了GNR NDR器件以及Mo S2 NDR器件。首先利用不同宽度的石墨烯宽窄带构成量子阱,基于该量子阱,让器件源区的自由电子通过共振隧穿的方式穿过量子阱形成多NDR效应。然后将基于量子阱的机理设计NDR器件的设计方法拓展到其他新型二维材料上。通过这种设计方法,在Mo S2器件的输出特性曲线上也观察到NDR效应。同时还对不同TMDs构成的器件进行仿真,当组成TMDs的原子较“重”的时候,构成的量子阱中不存在明显的分立能级。因此在设计TMDs NDR器件时需要优先选择较“轻”的原子。这种通过量子阱机理设计NDR器件的机制为其他二维材料NDR器件的设计提供了指导意义。本文基于二维NDR器件,从器件设计原理到器件建模仿真等方面对不同二维材料NDR器件进行了多方面的探究,为今后对这一课题进行深入探讨研究、设计新型二维材料NDR器件奠定了基础。