信息技术产业的蓬勃发展为芯片的设计与制造带来了新的发展机遇和挑战。传统的硅基微电子技术已经不能满足时代需求,因此新型替代材料成为当前科研工作的重心。二维材料是一种新兴的层状半导体纳米材料,具有原子级的超薄极限厚度和新颖的物理性质,是跨越物理、化学、材料及电子工程等学科的前沿热点。近年来,二维黑磷和二硫化钼因其特殊的原子结构显示出优异特质,受到了各界的广泛关注,为此本文采用与其结构相似的一硫化锡和二硫化锡作为研究对象,运用吸附和掺杂的方法,分别对其进行性质调控的研究。此外,三碘化铬是第一个厚度降至原子层厚度但依然具有铁磁基态的二维材料,在具有固有磁性和感应磁性的二维材料中脱颖而出。本文运用基于密度泛函理论的VASP计算软件,系统地研究了一硫化锡、二硫化锡和三碘化铬的结构、电学及磁学性质,主要内容分为以下三个方面:第一,研究了单层硫化锡和硫化锡纳米带在吸附了卤素原子前后的电学及磁学性质。这种吸附是物理吸附,在吸附后单层硫化锡会引入磁性。但是根据吸附浓度的不同,电学性质会产生从半导体到半金属最后到金属的转变。第二,研究了单层二硫化锡在掺杂钒原子前后的电学及磁学性质变化。本文对两种相的二硫化锡都做了模拟计算。1T相和2H相的结构对吸附都显示出了磁性的引入,尤其是1T相的结构在多个掺杂浓度下都显示出了半金属性。之后,本文对掺杂后材料的结构变化以及应力对其的影响进行了进一步的探究。结果表明,应力的引入可以有效地对1T的电学性质进行调控,从而实现从半金属到半导体的性质变化。第三,将第一性原理与微磁学相结合,对三碘化铬的磁学性质进行了多尺度的研究。本文先将第一性原理的计算结果转化成微磁学模型的输入参量,在不依赖或少依赖经验参数的前提下,从原子结构出发,实现了直接预测二维磁性材料宏观磁学性质的目标。理论计算结果与实验结果基本吻合,为二维磁性材料的理论研究提供了新的思路和范式。