二维材料显示出优异的光学、力学、热学、磁学等性质,在高性能电子器件、光电子器件、自旋电子器件以及能源转换和存储等领域得到应用,其中单层过渡金属硅化物CrSi2在以往的研究中表现出铁磁性和金属性,有望成为新型的二维材料。本文对二维CrSi2进行了研究,选用Ti、V、Co、Ni四种过渡金属元素对二维CrSi2材料进行不同浓度的掺杂,运用第一性原理软件VASP计算掺杂前后的电子结构、磁学性质和光学性质进行分析比较。计算分析了本征CrSi2材料的声子谱、电子结构、磁性和光学性质。结果表明:对于本征二维CrSi2,它的声子谱频率负值范围未出现格波,证明二维CrSi2在绝对零度温度下结构稳定。二维CrSi2的态密度不对称,晶胞有明显的铁磁性,磁矩为3.55μB,二维CrSi2系统中费米能级附近的态密度主要由Cr-3d轨道电子组成,Cr-3p轨道电子和Si-3p轨道电子对系统态总密度的贡献有限,磁矩主要来自旋向上的Cr-3d态轨道电子。二维CrSi2在远红外以及紫外范围内的吸收率与反射率都很强,表现出优秀的光学性质。计算分析了不同浓度Ti、V、Co、Ni掺杂二维CrSi2材料的电子结构和磁性。结果表明:在11.1%的掺杂浓度下,二维CrSi2掺杂各个元素后磁矩均改变,掺杂Ti后,体系磁矩变为0μB,表现为间接半导体;掺杂V后,体系磁矩变小,拥有电子电荷和自旋两种自由度,呈现出稀磁半导体的性质;掺杂Ni后,体系自旋向上的能带出现Eg=0.09 e V的带隙,自旋向下的能带表现为金属性质,系统呈现半金属的性质。在22.2%的掺杂浓度下,掺杂Ti后,磁矩变大为3.71μB;掺杂Co、Ni后,体系磁矩变小,铁磁性元素自旋向下的3d态轨道电子占据主导地位,掺杂Ni后,磁矩变为0.37μB。在33.3%的掺杂浓度下,掺杂Ti后,磁矩变为2.79μB,掺杂V后,磁矩变为2.27μB,自旋程度变弱;掺杂Co后,磁矩变为1.81μB,掺杂Ni后,磁矩变为1.5μB,证明自旋向上d轨道对磁矩产生的电子贡献变小。在33.3%的掺杂浓度下,各个体系能带范围扩大,原子间相互作用变大,能级分裂能变大,说明体系有效质量变小,载流子迁移性质变强,材料的金属性变得更强。计算分析了不同浓度Ti、V、Co、Ni掺杂二维CrSi2材料的光学性质。结果表明:掺杂体系前后的二维CrSi2都拥有良好的光学性质,其中在11.1%与22.2%的掺杂浓度下多数体系的光学性质峰值增大并发生蓝移,但在33.3%的掺杂浓度下,吸收峰红移。通过研究掺杂二维CrSi2的性质,我们发现二维CrSi2拥有优秀的电子结构和光学性质,并通过掺杂手段可以有效的改变了二维CrSi2的电子结构、磁学性质与光学性质。二维CrSi2有望成为高可靠性和高稳定性新型自旋电子器件的制备材料,本文也为开发基于二维CrSi2的器件提供了有效的理论基础。