人工智能（AI）,物联网（IoT）和机器学习（ML）等领域如火如荼的发展对现代计算设备运算能力提出了更高的要求。然而,当前基于“冯·诺依曼”架构的电子计算机系统具有难以克服的效率瓶颈。在这样的背景下,受大脑启发的神经形态计算系统因具有天然的“存算一体”特性引起了科研人员极大的关注。这也使得其基本组成单元具有模仿生物突触特性能力的电子设备被广泛的研究和报道。与此同时,由于具有原子级的厚度和较低的电荷屏蔽能力,二维材料的物理特性可以通过各种刺激轻松调节,这对于突触仿真而言非常有利。除此之外,二维材料新奇的物理特性以及优异的光电特性对于研究具有功能性的生物突触仿真,诸如感光能力、听觉能力、触觉能力等具有极大的潜力。在众多二维材料体系的分支中,过渡金属硫化物（TMDCs）以其极为优异的性能被广泛关注,尤其是其丰富的晶相类型,使之在相变工程领域展现出如火如荼的发展态势。本文以TMDCs相变工程研究中的典型代表MoTe2为核心,将其相变特性与光电特性相结合展开研究工作,具体工作内容如下:首先,结合二维材料光电特性中与缺陷密切相关的持久性光电导效应,实现了基于MoTe2场效应晶体管的人工突触模拟。通过费米能级移动和电子束缚能变化解释了栅压对于器件中持久性光电导效应的影响,并基于栅压的调控作用实现了具有可重构性的光电突触晶体管。并在此基础上,实现了对生物突触特性中长期增强、长期抑制和成对脉冲增强特性更为灵活的调控,使得器件展现出对多变的神经拟态计算应用良好的适应性。随后,在实现了利用电场诱导MoTe2相变的基础上,通过综合考虑相变的内在机理和器件结构的影响,引入宽带隙材料GaSe作为介质层来控制器件有源面积,成功的实现了对器件可靠性和稳定性的优化。在此基础上,通过合适的脉冲激励调制出丰富的中间电导状态,实现了生物突触中长期增强、长期抑制和尖峰脉冲时间依赖特性的模拟,有望在可扩展且需要快速阻态切换的突触仿真设备中得到应用。最后,利用MoTe2相变前后器件沟道内有效吸光区域的变化实现了对器件光伏特性的调控,获得了多个可调节的、非易失的光伏状态。除此之外,器件具有光响应度良好、响应速度较快以及可重构等优点,表现出在“电写光读”的非易失存储设备领域的应用前景。