二维过渡金属硫族化合物（TMDC）,最常见的如WS₂和MoS₂,由于其光学透明性,高载流子迁移率,宽带可调带隙和强的光相互作用等独特的性质,为下一代光电子学开辟了新的道路。本文基于层数和合金化调节材料的电子能带结构来进行光电探测性能研究,主要采用化学气相沉积法（CVD）,通过调控生长条件,合成单层WS₂、双层WS₂及多层WS₂晶体,更进一步,合成单层Mo_1-xW_xS₂梯度合金,进而对它们的光电探测性能进行研究。主要研究内容如下:（1）通过改进的化学气相沉积方法生长了大面积的双层和单层硫化钨（WS₂）晶体,利用拉曼和光致发光（PL）光谱研究了晶体结构和物理特性,发现生长的双层和单层硫化钨（WS₂）晶体具有较高的质量。接着对比了双层和单层硫化钨（WS₂）光电晶体管的光电探测性能,发现双层硫化钨（WS₂）光电晶体管表现出卓越的光电探测性能,其光响应率、光电导增益和光探测率分别高达³×10³ A/W,1.4×10⁴和⁵×10¹22 Jones。而且通过栅压调控,双层WS₂光电晶体管的光响应率可以进一步提高到1×10⁴ A/W。此外,双层WS₂光电晶体管还表现出小于100μs的高响应速度,4kHz的大带宽,超过10⁵个循环的高循环可靠性,以及空间均匀的光响应性。（2）通过二步化学气相沉积法大规模地生长了2H和3R堆垛的多层硫化钨（WS₂）晶体,利用像差校正扫描透射电镜（AC-STEM）对多层WS₂晶体进行表征,高角度环形暗场（HAADF）图像确定了这2种堆垛方式;利用拉曼和光致发光光谱研究了多层WS₂晶体的层数和堆垛效应。此外,本文还研究了在圆偏振激发下来自两种堆垛WS₂晶体的圆偏振发光,显示出这些CVD生长的多层WS₂晶体具有明显的自旋或谷极化。最后对一些层数（2H和3R）堆垛的WS₂晶体的光电探测性能进行了初步的探究。（3）设计了一种通过化学气相沉积技术生长具有大畴尺寸（横向尺寸高达300μm）和高晶体质量的单层Mo_1-xW_xS₂梯度合金的简便方法。利用拉曼和光致发光光谱以及像差校正扫描透射电镜（AC-STEM）表征了生长的单层Mo_1-xW_xS₂合金在单个区域中具有从x=⁰到¹的W的梯度组成,并且带隙中的跨度可以容易地调整。由于能带偏移的分级,组成梯度的单层Mo_1-xW_xS₂合金表现出优异的整流效果,正向电流与反向电流之比高达¹0⁴。此外,基于组成梯度的单层Mo_1-xW_xS₂的光电晶体管在可见光状态下表现出高达298.4 A/W的高响应率,特别是在近红外区域（1064 nm）中,由于热电子的注入,表现出28.7 A/W的良好响应率。