在近二十年里,石墨烯的发现以及其他类似石墨烯的层状材料的后续发展,共同构成了二维材料研究的历史。人们利用二维材料的电学、磁学和光电特性等方面进行了广泛的研究。现代电子技术正朝着更小、更快、更便宜的趋势快速发展。根据摩尔定律,许多2D材料被认为是有望突破硅晶体管理论极限的候选材料。同时在二维材料的研究过程中也伴随着巨大的挑战,例如大规模二维层状样品合成中的缺陷工程。结构缺陷对二维材料电子特性具有决定性的影响,研究缺陷对二维材料及其异质结物理性质的影响机理,有助于开发特定的缺陷工程从而精准调控二维材料的各项电子性能。本文探究了点缺陷对hBN单层的几何结构、电子结构的影响以及局域缺陷态产生的单光子发射。同时讨论了hBN与TMDCs组成的异质结构界面中,点缺陷及其对电子结构、电荷输运和光催化性质的影响。主要研究内容概述如下:1.通过在六方氮化硼单层中构造空位缺陷（如单个硼原子空位,VB）,碳原子替代氮原子的缺陷（（CN）3VB）,并利用第一性原理计算系统地探究缺陷的几何结构、电子结构以及光学性质。结果发现引入的局域缺陷态可以对六方氮化硼单层的电子结构进行调控。首先,VB缺陷的构型和其周围的原子键长对缺陷本身所带电荷态很敏感,并且最高负电荷态取决于导带最小值处的电子态。其次,（CN）3VB缺陷可以由对称的亚稳态经过原子结构弛豫变成非对称的基态结构,弛豫过程中,缺陷能级发生交互分裂从而引入一些由缺陷悬挂σ键及重构的π键贡献的局域缺陷态。最后,空位和碳掺杂缺陷显著提高了hBN对可见光的吸收强度,并且都存在内部光学跃迁的可能性。其中（CN）3VB存在能量阈值在2.58 e V附近的可见光内部跃迁。2.将二维六方氮化硼与TMDCs（如MoS2、MoSe2、WS2、WSe2）组合成异质结构hBN/MX2（M=Mo,W;X=S,Se）,其中hBN含有空位缺陷和元素掺杂缺陷。运用第一性原理重点研究了界面缺陷对hBN/MX2（M=Mo,W;X=S,Se）的电子结构、界面电荷转移和光催化性能的影响。结果表明,引入空位和元素掺杂后,n型掺杂的hBN/MX2（M=Mo,W;X=S,Se）异质结构保持了I型能带排列,而p型掺杂使I型能带排列变为II型能带排列。与本征的hBN/MX2（M=Mo,W;X=S,Se）相比,n型掺杂极大增强了异质结的界面相互作用。通过缺陷工程技术,实现了两种光生载流子转移方向相反的z型光催化反应,有效分离和传输光产生的电子-空穴对,提高光催化系统的稳定性。