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近年来,石墨烯、以及一大批碳基和类石墨烯二维材料,如h-BN单层、硅烯、磷烯、锑烯、锗烯、Ⅲ-Ⅳ主族典型半导体硒化铟(InSe)等被发现或提出,由于其的独特的物理性质而备受关注。同时,由这些二维材料衍生的准一维纳米带材料预计将在新一代电子技术中得到广泛的应用。本论文通过基于密度泛函理论的第一性原理计算,系统地研究了一维五角石墨烯纳米带和InSe纳米带的电子及磁学特性,并通过边缘化学修饰和机械应变来调控其性质。旨在为纳米电子器件及自旋电子器件的设计提供有价值的参考。主要研究内容如下:首先,我们介绍了五角石墨烯和InSe材料的研究背景、国内外研究现状以及本论文的主要研究方法。随后我们把裁剪2维五角石墨烯得到的四种边缘类型五角石墨烯纳米带,并用非金属原子(H,N,P,O,S和F)进行边缘端接,计算了其电子性质和载流子迁移率。研究发现这些功能化的纳米带都具有较高的能量及热稳定性,并且对边缘端接的原子种类十分敏感。特别的是,ZZ-、ZA-、AA型纳米带通过O和S原子端接可以从金属或准金属转变为半导体。SS-型纳米带在所有非金属端接的情况保持半导体性质。这些纳米带在室温下还表现了从101到104cm2 V-1 s-1之间变化的丰富载流子迁移率。S原子端接时会导致所有纳米带出现明显的载流子极化现象及有趣的尺度效应。由于单层InSe结构最近在实验上已成功制备,并对其进行了大量的研究。在此基础上,我们研究了 InSe纳米带的几何稳定性和各种物理性质,如电子和磁学特性,输运性质和应变效应。计算表明所有InSe纳米带都拥有明显的结构稳定性。同时,裸边和H饱和的扶手椅纳米带都是间接带隙的半导体,但其带隙在H原子饱和后显著增大。它们的电子迁移率为中等大小(从～102到～103cm2 V-1s-1)。另外,对于较宽的纳米带,空穴的迁移率相对较小,并且这种载流子极化现象在H饱和后更为明显。特别重要的是,我们发现锯齿型InSe纳米带具有较大磁矩和单边铁磁基态的磁性金属。这种磁性源自于“富含”In原子边缘的未成对电子。更有趣的是,我们还发现外加机械应变可以通过两个阶段有效调节费米能级处的自旋极化率SP,这表明应变可以作为一种机械开关用于在较低偏压下控制自旋极化输运。进一步分析表明,这种应变调整机制可归因于离子键和共价键的竞争,这是由于应变所诱导的键长变化导致磁性原子中不成对的电子重新分布或消失。最后,我们计算了以非金属原子(H,B,N,P,F和C1)端接后的锯齿型InSe纳米带电子和磁学性质。同样,形成能与Forcite退火动力学模拟表明功能化的InSe纳米带都具有较高的能量及热稳定性。非金属原子边缘端接可以调节锯齿型InSe纳米带的电子和磁学特性,其中N原子边缘端接可以增强纳米带的磁矩、自旋极化率以及磁稳定性,而B和P原子端接则使纳米带的磁性消失。更有趣的是,我们还发现外加应变可以增强N原子边缘端接纳米带的磁稳定性,并且有效地调节费米能级上的SP。同时,我们发现锯齿型InSe纳米带的磁性主要来源于N原子的p轨道,这对于研发非过渡金属原子(TM)的磁性材料也许有重要意义。