石墨烯是一種具有獨特物理結構和優(yōu)越電子性質的二維納米材料，首次通過機械剝離方法制備出來，因為優(yōu)秀的性能，科研人員爭相研究其各方面性質。但是，大量研究發(fā)現石墨烯的帶隙為零，且電流開關比極低，這些缺陷限制了它成功應用于現代電子工業(yè)中。因此，新型材料的研究迫在眉睫。
　　硅烯、鍺烯、磷烯和錫烯等新型二維材料與石墨烯相比，具有更好的帶隙調控性以及和硅基半導體的良好兼容性。硅烯具有一定的能隙，鍺烯具有和硅烯相似的結構與性能，與現在的硅基半導體技術的兼容性是其另外一個優(yōu)點。因此，研究基于硅烯/鍺烯的微電子功能器件對于在下一代集成電路領域占領制高點意義重大。
　　因此，本書主要利用基于密度泛函理論的第一性原理，對類石墨烯的硅烯、鍺烯、磷烯和錫烯等二維材料的性能進行調控，并對新型二維材料進行預測和性能研究。主要內容如下：
　�。�1）研究了拓撲缺陷（48缺陷）對硅烯納米帶電子性質的影響。研究發(fā)現，金屬特性的硅烯在引入缺陷后，鋸齒型硅烯納米帶顯示為直接帶隙半導體特性，而扶手椅型硅烯納米帶為間接帶隙半導體。增加缺陷濃度，發(fā)現鋸齒型硅烯納米帶又由半導體特性轉□為金屬特性。當沿X軸方向外加電場時，理想和含缺陷的硅烯納米帶的帶隙都發(fā)生了明顯的□化。系統(tǒng)研究了異質原子（硼或氮原子）摻雜對扶手椅型硅納米帶的電子和輸運性能的影響，其中硼/氮共摻雜的ASiNRs的輸運性質、微分電導表現出振蕩性。同時，系統(tǒng)研究了磷摻雜對鍺烯性能的調控。
　　（2）研究了磷烯雙分子層吸附有機分子苯的電子性質。通過計算發(fā)現，AA堆疊磷烯雙分子吸附苯分子的帶隙為1.10eV左右，AB堆疊的帶隙為1.57eV左右，而AC堆疊的帶隙為1.13eV左右，這說明吸附體系的帶隙主要取決于自身的堆疊方式。并對小分子吸附進行了系統(tǒng)研究，研究發(fā)現，磷烯雙分子層上物理吸附氣體分子可以產生顯著的電荷轉移，這不僅可以使磷烯有希望應用于氣體傳感器上，而且還給改□磷烯的極性這一問題提供了有效途徑。本書也對單層磷烯吸附小分子的體系進行了深入研究。
　�。�3）探討了帶寬□化對氧原子鈍化鋸齒形磷烯納米帶的電子結構和輸運性質呈現出的□化。研究表明，不同的帶寬對輸運性能的影響非常明顯。系統(tǒng)研究了過渡金屬鈍化的磷烯納米帶的磁性以及電子性質。對于錳鈍化的情況，這個體系表現出半金屬性，磁矩不隨帶寬□化而□化，研究表明，磷烯在自旋電子器件方面具有潛在的應用前景。并構建了硼烯/磷烯構成的異質結體系，研究了不同層間距和不同電極對異質結輸運性能的影響。