二维（2D）层状铁电材料因其在原子薄层依然保持稳定铁电性而受到人们的广泛关注。它们不仅对探索维度与铁电顺序之间相互作用非常重要,而且可以很好地解决传统铁电材料面临的问题,实现超高密度信息存储以及其它功能的新型应用。其中,α-In2Se3是近期发现的一种具有独特面内（IP）和面外（OOP）关联性铁电的半导体材料,该材料在厚度降到单层依然具有稳定的室温铁电性。它有菱形（3R）和六方（2H）两种堆垛构型。不同于3R结构,2H堆垛α-In2Se3具有特殊的层间反平行排列极化序构型,这种极化序构型使其具有更加灵活多样的可调控性。它兼具铁电性和半导体特性,在新型功能纳米信息器件方面有非常好的应用潜力。然而,2Hα-In2Se3的研究仍处于起步阶段。关于它的高质量制备、铁电性以及铁电关联的新功能应用有待进一步研究。基于此,本论文的主要研究内容和结果如下:（1）高质量大尺寸2Hα-In2Se3纳米片的制备及铁电性研究。采用物理气相沉积技术（PVD）,在优化生长工艺后成功制备了不同厚度的2Hα-In2Se3纳米片。其尺寸最大可达200μm,厚度最薄约为1.9 nm;不同厚度纳米片在可见光波段具有不同的透光率和吸光度,4.3 nm厚纳米片透光率高达72%。通过对纳米片的结构和铁电性进行表征,结果表明纳米片存在不对称结构且具有室温关联铁电性。这些结果为进一步深入研究层依赖的铁电性以及铁电关联的功能器件应用奠定了基础。（2）2Hα-In2Se3层依赖的铁电性以及极化关联的电输运研究。通过密度泛函理论计算了1-4层2Hα-In2Se3的IP电偶极矩,发现IP极化存在明显的奇偶振荡,这种奇偶振荡现象还可以通过在IP施加电场后切换到OOP极化。通过实验表征不同厚度的微观铁电畴证明2Hα-In2Se3厚度在10 nm范围以内存在本征IP和可切换OOP极化奇偶效应。另外,在所制作的2Hα-In2Se3铁电场效应晶体管（Fe FETs）中发现明显的负微分效应,且峰电流密度和峰谷电流比可分别通过白光和正栅压进行调控。（3）2Hα-In2Se3铁电关联的阻变特性研究。2Hα-In2Se3基Fe FETs和垂直器件进行电输运测试后均表现出明显的铁电回滞现象以及可切换的双电阻态,双阻态具有良好的耐久性,Fe FETs的电阻还可通过栅压进行调控。此外,还构建了2Hα-In2Se3基平面器件。通过施加不同的IP极化电压来精确控制多层2Hα-In2Se3的极序构型,在器件中成功实现了三个不同的电阻态。这三个电阻态具有毫秒级快速切换速度,优异耐久性和保持性,尤其是中阻态和低阻态之间可以通过～5.7×10~2V·cm-1超低电场进行可逆切换。器件在不同电阻态时还表现出了独特的光响应,通过光调控器件高阻态可获得更多电阻态。这些结果表明2Hα-In2Se3在高密度、低能耗的信息存储中具有非常大的应用潜力。（4）2Hα-In2Se3在生物感受器模仿中的功能拓展应用研究。首次在柔性云母衬底上成功构建了单层2Hα-In2Se3基平面两端器件。利用光照调控极化反转,单层器件在白光脉冲下成功模拟了痛觉感受器的基本行为,即阈值、无适应、弛豫、异常疼痛和痛觉过敏。另外,通过电场切换极化方向,少层2Hα-In2Se3基平面器件在脉冲电压下同样很好地呈现了痛觉感受器的基本特征。