在所有的过渡主族金属氧化物中,氧化铜的纳米结构由于其独特的光电性能而广泛地应用于光电器件领域,二维单层氧化铜由于良好的力学稳定性、刚度和优良的电子特性具有广阔的应用前景,但它的间接带隙特性不利于其在光电器件领域的应用,将间接带隙调整为直接带隙对二维氧化铜应用于光电器件领域具有重要意义。应变和掺杂是调控二维材料性能最常用的两种方式,本文系统地探究了应变和掺杂对二维氧化铜的电子性质和光学性质的影响,成功实现了调控二维单层氧化铜光电性能的目的。具体的研究内容和成果如下:1.本文构建了二维氧化铜超胞模型、施加应变的二维氧化铜超胞模型和掺杂的二维氧化铜超胞模型,通过第一性原理方法计算了二维氧化铜的磁学性质、电学性质和光学性质。通过计算得出结论,二维氧化铜磁性为反铁磁性,磁性主要来自Cu原子,能带结构为间接带隙,禁带宽度在2.6eV附近,导带底部主要由Cu原子的d层电子构成,价带顶部主要由O原子的p层电子构成。2.通过计算-10%—10%的单轴应变和-10%—18%的双轴应变下二维氧化铜的磁学性质、电学性质和光学性质,得出结论单双轴应变都可以改变二维氧化铜的禁带宽度,使光吸收系数在低能量区域出现一定程度的红移或蓝移。单轴张应变使磁性从反铁磁性变为铁磁性,能带结构从间接带隙变为直接带隙,电子有效质量减小,电子迁移率升高。双轴张应变增大到10%时可以使价带顶从K点移动到M点,空穴有效质量明显增大,空穴迁移率下降。3.在6.25%、12.5%、25%三种浓度下分别掺杂Ag、Zn、Ni、Co四种元素,计算不同掺杂结构下二维氧化铜的磁学性质、电学性质和光学性质,计算结果表明在富铜环境下更容易实现四种元素的掺杂,掺杂结构更加稳定。在禁带中掺入四种元素的d层电子可以有效地改变二维氧化铜能带结构,较窄的禁带可以增大电子从价带顶部跃迁到导带底部的概率,二维氧化铜光吸收强度明显增大。特别是掺Ni浓度为25%时,二维氧化铜为半金属铁磁性,具备良好的光吸收性能,在费米面附近自旋极化为100%,电子从价带跃迁到导带无需任何能量。