由于石墨烯独特且优良的特性,类似的二维半导体材料因其在光电器件上的多种应用,在相关的理论和实验工作中已经成为一项重要的研究课题。此外,在实际的应用方面已经证实,几种二维材料的性质比它们原来的的三维形态远远要好。比如,相关理论计算表明:单层二硫化钼的光量子效率是其三维块材料的10⁴倍^[1-3]。单层SnS₂材料,二维半导体材料中的一员,由于它适中的带隙、平坦的形貌、低毒性以及含量丰富等优良特点,引起了大家的特别关注。最近的研究表明,单层SnS₂可以被用于锂离子电池的负极材料、光电晶体管和太阳能水分解反应中的催化剂^[4-6]。同时,简单的二元和三元合金,比如SnS和FeS₂,在光伏研究中引起了广泛关注。因此,在本文中,我们将基于密度泛函理论使用第一性原理方法研究地球资源丰富、环境友好型的二维半导体材料SnS₂纳米片,通过在二维SnS₂纳米片中掺杂金属原子,对其电子结构和光学性质进行调控研究。主要研究内容如下:1)对于在二维SnS₂纳米片中掺杂不同浓度的Ti（Zr）原子调控其电子结构和光学特性的研究,结果表明Ti（Zr）原子取代Sn原子对SnS₂的带隙值和光吸收性质有明显的改变。Sn_1-xTi（Zr）_xS₂的带隙值随着Ti（Zr）原子掺杂浓度的增加而减小。而且,当Ti浓度x=0.04时,Sn_1-xTi_xS₂带隙值由1.59变成1.16eV。这引起了可见光范围内光吸收强度的明显增强。另外,静态介电常数随着Ti（Zr）原子掺杂浓度的增大而增大。这些结果对于了解Sn_1-xTi（Zr）_xS₂合金的结构、电子和光学性质都是非常有利的。2)我们探究并分析了掺杂Cu原子的SnS₂纳米片的电磁和光学性质。对其结构模拟计算之后,我们发现掺杂一个或者不同位形的2个Cu原子之后,Sn_1-x（Cu）_xS₂体系都由一开始的非磁基态转变为有磁性体系。对于掺入一个Cu原子的SnS₂纳米片,我们还计算了掺杂后体系的介电函数的性质。数据结果表明,随着Cu原子在SnS₂二维纳米片中掺杂浓度的不断增加,体系Sn_1-x（Cu）_xS₂的静态介电常数也逐渐增大,而且,体系介电函数的光吸收强度的数值结果也有了很明显的提高。Sn_1-x（Cu）_xS₂掺杂体系,和纯的SnS₂纳米片对比,都出现了很多新的光吸收峰。这对于材料在可见光范围内的光吸收很有帮助。