硅烯具有很多优异的物理性质,而且硅烯拥有与传统硅工业技术兼容的优点,被认为是未来高度集成电路、微纳光电子器件的优良候选材料之一。然而硅烯稳定性差和带隙过小的缺点一直限制了其在实际器件中的应用。目前虽然提出了一些方法来改善硅烯的性质,如外加电场、应变、切割成纳米带、衬底和化学修饰等,但是这些方法都存在不足,并不能很好的解决问题。因此,探索具有良好环境稳定性、优良电子性质的低维硅烯纳米材料以及对这些材料性质的有效调控,是实现硅烯实际应用的关键问题。近年来,二维平面复合材料吸引了广泛关注,理论和实验研究表明平面复合材料结不仅性质易于调控,而且具有单一二维材料所不具有的优良性质。基于目前二维平面复合材料和硅烯在理论和实验研究上的进展,我们采用氢原子和卤族原子对硅烯分区饱和吸附,得到氢化硅烯/卤化硅烯超晶格。通过第一性原理方法,我们系统的研究了氢化硅烯/卤化硅烯超晶格的结构性质、电子性质和光学性质。发现这种新型的二维超晶格,由于所有的悬挂键被饱和,因此具有比硅烯更好的稳定性,并且与其他杂化结构相比,界面处几乎没有晶格失配。通过分析其电子性质,发现所有的超晶格都是直接带隙半导体,而且带隙的大小可以通过氢化硅烯(或卤化硅烯)宽度进行有效的调控。而且这类超晶格可以分离电子和空穴,并明显增强了硅烯对可见光的吸收,价带顶和导带底满足光解水的势能条件,具有光解水的功能。我们的研究表明这些超晶格有望成为光电子器件和光催化的候选材料。考虑到实际材料生长时可能出现不完美的界面情况,我们进一步研究了存在界面吸附原子缺失和界面吸附不规则的超晶格。结果表明在超晶格界面处有吸附原子缺失时,部分超晶格可以表现出磁性,并且磁矩主要来源于未被吸附的硅原子。对于界面的不规则缺陷,发现界面的不规则形状对超晶格的能带结构影响很小。同时两种界面缺陷情况下超晶格在可见光范围内仍具有较好的光吸收能力。