当前磁性纳米结构具有高的磁性稳定性和大的磁各向异性能(MAE),在自旋电子器件中具有巨大的应用潜力。采用基于密度泛函理论(DFT)之外的DFT+U方法,系统研究了Gd原子相对于石墨烯放置在不同位置吸附构型的结构稳定性、电子结构和磁性。结果表明,Gd吸附在石墨烯空位时是能量最低的构型。体系中Gd原子的自旋磁矩主要是由其f轨道的电子贡献,磁各向异性能主要来源于Fermi面附近d轨道的电子跃迁。在电子结构分析的基础上,我们提出了Gd-d轨道和C原子发生杂化决定了结构的稳定性。该体系优异的磁稳定性和大磁矩使其成为自旋电子应用方面极具前途的候选材料。