二维层状材料是近年来出现的热门新型材料。对新材料的研究一方面可以通过理论计算，另一方面更需要实验研究。探究材料的能带结构是实验研究的一个重要目的，也是进行其它物理特性研究的基础。而将材料制备成器件，测量其电学和光电性能则可以初步认识材料在电子学和光电子学两个领域的应用前景。　　本论文用光谱学的方法研究了石墨烯、黑磷和单层二硫化钼的能带结构特点。用傅里叶变换红外光谱仪分别测量了石墨烯在远红外波段的消光光谱和黑磷在中红外波段的透射光谱，用飞秒激光激发单层二硫化钼，测量了其光致发光光谱和激发谱。　　测量结果表明，石墨烯对远红外光有较大的吸收，并且对波数越小的远红外光吸收越大，对100cm-1波数的远红外光，其吸收率超过20％。黑磷在中红外波段的透射谱是各向异性的，并且对波数大于2400cm-1的中红外光有明显的吸收，反之则没有明显的吸收，说明块体黑磷的带隙为0.3eV左右。用8nm厚的黑磷制备的背栅场效应晶体管呈现双极性导电，其空穴迁移率可达67cm2/(V·s)，其光电响应率与光功率成负的幂指数关系。单层二硫化钼的光致发光谱中有两个发光峰，可以说明其价带顶发生了分裂，并且单层二硫化钼的禁带宽度与温度的关系满足Varshni方程。