石墨烯的成功剥离,打开了探索二维半导体材料的大门。二维半导体材料优异的物理性质、实验室上的成功制备、广泛应用在纳米电子和光电领域等方面使其成为材料研究领域的焦点。但单个的二维材料不可避免地存在一些缺陷。两种或多种二维材料通过层间范德华力垂直堆叠在一起形成的范德华异质结构的出现弥补了单个二维材料的不足并获得了愈加优异的特性。这种异质结构材料选取多样、简单;形成后具有特殊的界面态;易于调控的电子结构等使其在未来新颖纳米电子、光电子器件的应用上拥有无限潜力。本论文通过Materials Studio模拟软件,以Ⅲ-Ⅴ族二维半导体材料BP、AlN为切入点,设计了两种新颖范德华异质结构:ZnO/BP和AlN/InSe。借助第一性原理研究方法,研究了两种异质结的几何结构与光电特性,并取得了可供参考的研究成果。将二维半导体材料氧化锌（ZnO）单层垂直堆垛在磷化硼（BP）上形成了ZnO/BP范德华异质结,研究了两个单层及异质结的几何结构、电子特性及光学性质。研究发现:二维半导体材料ZnO和BP形成了稳定的异质结构,结合能为-20.15 me V（?）-2。该异质结是具有0.40 e V禁带宽度大小的间接型材料。价带和导带分别由ZnO单层和BP单层提供,表现出典型的type-Ⅱ型能带排列特征,在太阳光照射下,光生电子和空穴实现了有效分离。另外,同两种单层相比,ZnO/BP异质结构中的电子和空穴有效质量均变小,载流子迁移率得到提高。光学吸收图谱表明ZnO/BP异质结构的构建对于增加光吸收范围和可见光区域中ZnO的吸收系数非常有价值。当施加外部电场时,带隙呈现近似线性的变化,当反向电场强度增大至0.4 V（?）-1时,ZnO/BP异质结突变为直接带隙。强度继续增大时正负电场下均会在某一处突变为金属。此外,异质结构在2%的压缩和拉伸应变下表现出力学稳定性,声子谱没有出现虚频并保留了type-Ⅱ型能带排列特征。以上结果表明ZnO/BP异质结为未来新颖多功能器件的应用提供了可观价值。计算和分析了AlN/InSe范德华异质结的结构稳定性、能带特征、载流子迁移率、光学吸收谱以及外部电场的调控效应。研究表明,AlN/InSe异质结显示出力学稳定性,0.78 e V的间接带隙,type-Ⅱ交错型能带对齐特征,这种带排列将光生电子、空穴限制在不同单层中。同时AlN/InSe异质结呈现出非凡的载流子迁移率(103cm2V-1s-1)。另外,与AlN单层相比,AlN/InSe体系的形成拓宽了光吸收范围,且光吸收强度量级可达105cm-1。在施加不同方向的电场时,AlN/InSe异质结的带隙发生了不同的变化。并且在特定的电场下,异质结从半导体态突变到金属态。更有趣的是,无论是在正向电场还是负向电场下,随着电场强度的增加,转移的电子数都在增加。以上结果表明,AlN/InSe异质结可为制造光电探测器、光伏器件等提供指导作用。