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低维半导体材料结构特殊、性质优异,有望制备出多功能、多用途的新器件,实现多功能、智能化、小型化和柔性可穿戴以及绿色环保,来满足科技发展新需求,因此得到科研工作者的青睐。GaAs材料因其优异的光电性能备受关注,科研工作者通过掺杂对GaAs材料改性,以及将GaAs材料与其它材料横向或者纵向组合为异质结,得到多种用途和功能的异质结器件。本文采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理(First-Principles)计算方法,结合低维体系材料特性,计算分析了二维GaAs本征和掺杂材料以及二维GaAs/InAs异质结构材料的光电特性,得到以下结果:(1)选择闪锌矿结构GaAs[110]、[110]、[101]晶向为切面,构建二维GaAs结构模型,计算分析了材料的光电特性,并与三维闪锌矿GaAs材料进行了比较。结果表明,三种二维结构材料的光电特性差异不大,禁带宽度为1.41 eV,与三维GaAs材料差异不大,但带隙类型变为间接带隙;光学性质与三维材料相比,介电常数实部和虚部的峰值减小;吸收系数增大,对光的吸收增强,反射谱发生红移,反射的能量区域变窄;透射率最小值为81%,表明这三种二维砷化镓材料透光性能好。(2)选择闪锌矿结构GaAs[110]晶向为切面,In掺杂组分为(x=3.13%、6.25%、9.375%及12.5%)构建二维Ga1-xInxAs材料结构模型,计算分析了材料的光电特性,并与二维本征砷化镓材料进行了对比。结果表明,禁带宽度分别为1.39 eV、1.37 eV、1.34 eV及1.30 eV,随掺杂比例增大而减小,同时也小于二维本征GaAs的带隙;随着In掺杂比例的增大,介电常数实部、虚部、吸收系数、反射系数峰值均逐渐减小,且吸收峰和反射峰出现的能量区域变宽,透射率逐渐提高。(3)选择闪锌矿结构G3As[110]晶向为切面,Cu掺杂组分为3.13%的二维Ga1-xCuAs材料结构模型,计算分析了材料的光电特性。结果表明,带隙类型也为间接带隙,禁带宽度为1.48 eV,出现杂质能级,其主要是由于在费米能级附近0.09 eV～0.33 eV能量区域出现了少量As-4p、Ga-4p、Cu-3d形成杂化轨道而引起的;与二维本征GaAs材料相比,Cu掺杂体系的介电常数实部和虚部峰值增大、吸收系数和反射系数增大、透射率减小,表明Cu掺杂使得二维GaAs材料对电磁波的吸收和反射本领增强,透光率下降。(4)选择闪锌矿结构GaAs[110]和InAs[110]晶向为切面,构建二维GaAs、InAs和GaAs/InAs异质结构模型,计算分析材料的电子结构。结果表明,二维GaAs、InAs的禁带宽度分别为1.41 eV和1.28 eV,都属于间接带隙。二维GaAs/InAs异质结构的禁带宽度为0.81 eV,带隙为直接带隙,属于第一类异质结,可应用于LED和激光器等器件。