本文基于密度泛函理论第一性原理的投影缀加平面波法，应用VASP软件在广义梯度近似(GGA)下伴随着PBE交换关联函数进行计算。本文主要研究了SnO2及相关纳米材料的电子结构和磁性。首先，我们对SnO2纳米面本征缺陷态的电子结构和磁性进行了研究。通过研究发现，O空位的引入不会使SnO2纳米面产生磁性，而对于Sn空位的掺杂，根据Sn空位周围电子自旋方向的不同，体系能分别表现出半导体，磁性金属和半金属的性质。为了研究在Sn空位之间的耦合作用，我们考虑在SnO2纳米面中引入两个Sn空位。通过能量计算，我们发现SnO2纳米面的最稳定状态是反铁磁态。我们还用GGA+U的方法来研究过渡金属Co掺杂SnO2纳米面的电子结构和磁性性质。我们发现单个Co原子的掺杂会使材料有一个大小为1.0μB的磁矩。当2个Co原子掺入后，Co原子会形成团簇并且材料呈现出铁磁性。为了得到较强的铁磁性，我们考虑了引入O空位的方法，但经过计算后，发现O空位的引入会使材料变成反铁磁性。此外，我们又考虑了Li原子的掺杂。当Li原子掺杂引入Co-SnO2纳米面时，Li原子的掺杂会使SnO2纳米面呈现出很强的铁磁性，这主要归因于Li和Co原子间的由空穴主导的双交换作用。众所周知，在石墨烯应用方面，衬底对石墨烯的电子性质的影响是非常重要的。因此，我们研究了在SnO2纳米面上生长石墨烯（G@SnO2HBS）和剥离后的石墨烯的能量和电子性质。令人意外的是G@SnO2HBS没有打开带隙反而表现出金属性质,而剥离下来的石墨烯在迪拉克点上却打开了一个带隙（10.2~12.3meV），这有利于石墨烯在场效应管方面的应用。此外，我们研究了B/N对掺杂硅烯纳米带（SiNR）的结构、电子和磁性性质。总能量分析显示B/N对的掺杂位置更趋向于SiNR的边缘，而且在Armchair型的SiNR上成键的B/N对比未成键的B/N对更容易形成。不同于单个N或B掺杂形成的金属态，B/N对的掺杂导致了体系半导体的性质，而且带隙可以通过改变掺杂位置来调节大小。对于Zigzag型纳米带来说，B/N对的掺杂可以产生自旋极化态。更重要的是，我们在最边缘和次边缘掺杂位置发现了半金属和100%自旋极化零带隙半导体。我们又研究了硅烯纳米薄片（SiNFs）和相关结构的结构、电子和磁性性质。研究结果表明六角形的SiNF是无磁半导体，而三角形的SiNF是有磁性的。尽管2个三角形SiNF直接连接是反铁磁的，然而我们通过Si原子数是奇数的Si链来连接2个三角形SiNF，该体系是铁磁性的，这归因于Si原子的自旋反平行规则。更为有趣的是由一个Si原子连接的三角形SiNF会表现出半金属的性质。我们同样还研究了W原子掺杂石墨烯的结构，电子和磁性性质。单个W的掺杂会产生自旋极化并伴有2.0μB的磁矩。当2个W原子掺杂进入石墨烯后，根据晶体方向和2个W原子之间的相对距离，材料可以表现出铁磁，反铁磁和顺磁态。进一步的分析显示，当2个W原子距离很远时，类RKKY作用起到重要作用；当2个W原子距离很近时，由于2个W原子的直接作用，体系呈现出顺磁性。