本文主要采用散射矩阵法,分析了二维半导体材料的输运性质,探究了石墨烯、硅烯、黑磷的电子输运性质及应用场景,通过对黑磷烯异质结输运性质的详细分析,掌握量子调控的基本方法。第一章绪论部分,我们对几种前沿二维半导体材料:石墨烯、硅烯、黑磷材料的结构、制备方法及研究现状展开描述。了解到这几种材料具有独特的量子输运特性,促使我们开展电子输运性质的相关研究。第二章理论研究部分,为了更好地探讨二维材料的输运性质,我们比较了经典输运及介观物理输运方法的使用场景及优劣势,明确了最适当的量子输运研究方案,并对散射矩阵方法、密度泛函理论的计算原理做了详细介绍。第三章综述性总结部分,我们对本研究小组有关石墨烯、硅烯的研究工作做了综述性总结。通过搭建石墨烯异质结模型,分析了外加磁场/电场下异质结的透射率曲线,发现在无磁场作用下,垂直入射电子的透射率会达到最大值,发生Klein隧穿。随后我们搭建了机械应力及外电场作用下的硅烯纳米薄膜模型,发现机械应力和外电场可以有效调控硅烯的输运性质,包括狄拉克费米子的自旋输运性质和谷极化输运性质,实现谷极化和自旋极化效应。第四章黑磷输运性质研究部分,我们通过搭建黑磷模型,我们得到对应的哈密顿方程,然后根据解析方程计算出黑磷的透射系数。为了探究不同因素对黑磷输运性质的影响,我们利用matalb软件绘制出黑磷的透射系数与波矢量、外加电压、外加磁矩、各向异性参量间的关系曲线图,到了黑磷透射率曲线与外加变量之间的关系。不仅如此,我们采用散射矩阵方法还能通过对黑磷影响因素的不同配比调节黑磷透射率,从而提升对应器件的性能。第五章,我们对石墨烯异质结的巨磁阻效应调控、硅烯纳米带的输运、黑磷的输运等研究内容进行了归纳总结,并在此基础上对二维材料的后续研究及展望做了分析阐述。