磷烯是一种新兴的二维材料,是磷原子通过共价键形成的褶皱蜂窝状结构。磷烯具有可调的直接带隙和高度各向异性的能带结构,在光学和光电子学领域具有潜在的应用价值。本文基于第一性原理计算,研究了磷烯器件中光电流的应变调控和磷烯纳米带的边界磁性。(1)针对磷烯纳米带,研究了结构弛豫对边界磁性和能带结构的影响。对直接从磷烯晶体结构剪裁得到的纳米带,计算表明,边界原子处于双边铁磁但对边反铁磁的状态(FM-A态)时,系统能量最低。扶手椅边界的纳米带表现为金属,锯齿形边界的纳米带表现为间接带隙的半导体。随着宽度的增加,边界磁性逐渐消失。对完全结构弛豫后的磷烯纳米带,计算表明,扶手椅边界的纳米带没有边界磁性且表现为间接带隙的半导体,锯齿形边界的纳米带只在某个特定的宽度存在FM-A态。相比之下,结构弛豫对石墨烯纳米带的边界磁性和能带结构影响较小。(2)针对线偏振光垂直照射的二端磷烯器件,研究了光电流的应变调控。在光照区的一部分施加垂直于磷烯平面的门电压,破坏体系的空间反演对称,获得在源-漏偏压为零时的光电流。我们采用基于密度泛函理论与非平衡格林函数相结合的方法计算这种光致电流。在无应变的体系中,光电流具有高度的各向异性且依赖于门电压施加的范围。在强度≈2%的小拉伸应变下,光响应在整个可见光区都被强烈抑制。这说明我们考虑的磷烯器件可用作光电流的机械开关。随着应变强度的增加,沿锯齿形方向的光电流迅速衰减。在中等应变强度下(如8%),沿扶手椅方向的光电流在光子能的某个区域会增强。光电流的这种力学可调性有望为基于磷烯的光探测器提供附加的功能。