纳米结构是凝聚态物理与纳米科技所关注的热点研究对象。低维纳米结构，由于其独特的空间尺寸，具有和体结构截然不同的物理化学性质，可以通过形状、宽度因素有效的调控其物性变化。本文采用第一性原理计算手段，通过对于纯硼、二元硼化物及相关纳米材料结构与性质的研究，发现硼基纳米材料具有丰富的电子性质，在纳米电子器件、自旋电子学等方面有着潜在的应用。本文首先研究了三种一维硼基纳米带结构：硼纳米带、硼碳纳米带和硼氮纳米带。发现对于硼纳米带，可以从稳定的硼平面构造出直线型和锯齿型两种情况。当没有氢饱和的情况下，由于悬挂键的存在使得纳米带部是金属特性。对于锯齿型硼纳米带，则可以由氢饱和来形成半导体。对于硼碳纳米带，由于硼碳原子的有序结构，导致了对于扶手椅型和锯齿型Bc3纳米带部出现三类不同的边缘构型。对于扶手椅型，三类构型部是半导体特性。对于锯齿型而言，由于硼碳间的π被填充，使得出现了金属性纳米带。对于硼氮纳米带，则研究发现了锯齿型存在有五种稳定边缘，而扶手椅型则有三种稳定边缘。其次研究了二维Bc3平面：发现当硼碳平面只有碳原子和氢原子成键时，氢化的硼氢平面为半导体特性。而当所有的原子部和氢原子成键时，相应的氢化结构则变成了金属。通过逐步氢化的方法，可以在Bc₃体系中实现间隙带隙半导体一直接带隙半导体一金属的转变。通过替换硼原子，Bc₃平面可以具有金属性质；而替换碳原子则可以调节平面的带隙大小。通过缺陷调节，可以使得Bc3平面构成磁性金属或半导体性质，从而实现功能化纳米材料。最后还研究了两种相关的纳米结构：硅纳米带和嵌入在硼氮平面中的碳纳米带。研究发现硅纳米带结构和性质类似于碳纳米带；而嵌入在硼氮平面上，扶手椅型碳纳米带部是半导体特性，锯齿型碳纳米带嵌入之后，不同的碳氮和碳硼界面则使其具有半金属性质。