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虽然石墨烯表现出很多极好的力学、光学、电学等性质,但是其本身的零带隙半金属性质严重限制了石墨烯在光电器件上的应用。紧接着科研人员继续寻找其他二维材料代替石墨烯。经过大量的理论预测和实验合成后,目前已发现的二维材料已达到上千种。其中以过渡金属硫属化物、磷烯、硒化铟为代表的的二维半导体层状材料具有合适的电子能隙、超高的电子和空穴迁移率等性质最受到人们的关注。它们已经成功地应用在光电探测器和场效应晶体管等光电子器件上,并表现出了很好的光电特性。然而人们发现单一的二维材料并不能满足对于多功能电子器件的需求,比如:氮化硼具有高热稳定性,但大带隙限制了它在光探测器上的应用。二硫化钼具有易合成和带隙合适的优点,但其实验测得的低载流子迁移率成为最大的短板。然而,之后的研究表明将两种甚至多种不同功能的二维材料进行堆积形成异质结能克服单一材料的某些缺点,还可以整体提升他们的光电特性。比如讲黑磷与硒化铟构建异质结能克服硒化铟空穴载流子迁移率低的特点,还能提升单个材料的光吸收系数。作为一种简单有效的手段,异质结的构建在实验上已经很成熟,它可以通过机械转移或者直接化学气相沉积生长实现。目前研究人员对异质结的研究主要是体现在设计方面,即根据所需要的功能将不同的性质的二维材料组合成范德瓦尔斯异质结。本论文主要运用第一性原理方法探究了SnS/Graphene,Ca（OH）2/Arsenene和Mg（OH）2/VS2三种异质结的光、电、磁等方面的性能,其主要研究内容和结果展示如下:（1）将Graphene和SnS分别作为金属电极和沟道材料进行构建异质结来研究形成的肖特基势垒高度。结果表明不同的堆积厚度和顺序可以形成p型肖特基接触和低的势垒。而且通过垂直应力和外加电场手段的调节,异质结的可以实现p型到n型势垒转变和可调的势垒高度,甚至欧姆接触。这些结果都为实验构建SnS和Graphene基场效应管提供有效的指导。（2）将宽带隙半导体Ca（OH）2和Arsenene堆积在一起可以获得具有高带隙的异质结（2.3 eV）.而且类型II的能带对齐可以实现载流子的分离。同时外加电场的调控可以实现目前所有的能带对齐方式（I、II、III型）,因此Ca（OH）2/Arsenene异质结可以用来构建多功能光电子器件,如发光器件,光伏器件和隧穿场效应晶体管。（3）将无磁性Mg（OH）2和铁磁性VS2进行堆积能形成一个居里温度为385K的铁磁性半导体异质结。另外,通过施加外电场不仅可以调控异质结的能带对齐方式（I、II、III型）,还能实现100%的自旋极化电流。这一研究有助于扩展二维材料基异质结在自旋电子器件上的应用。