石墨烯因其超高的载流子迁移率、超快的光响应等独特而具有应用潜力的性质成为了当前最火的研究热点。然而，石墨烯不具备天然带隙的特性制约了其在光电子器件领域的应用。因此，具有二维层状结构的半导体材料例如二维过渡金属氧化物和二维过渡金属硫族化合物(TMDCs)等，因被认为可以取代石墨烯而逐渐成为研究的热点。与此同时，作为一种提高石墨烯性能的选择，石墨烯复合材料在诸多领域展示出了新奇的受人瞩目的性质。最近，二维范德瓦尔斯异质结越来越受到人们的关注。这种新型的异质结因具有新奇的光电性质而被证明在光电子器件领域具有巨大的应用潜力。在本论文中，我们系统地研究了二维材料以及二维材料范德瓦尔斯异质结的光电性质，主要内容和结果如下:　　1.以七水合钼酸铵和浓硝酸为前驱物通过水浴法制备了α相的MoO3，并以水合肼为还原剂在水溶液中以化学还原的方法对MoO3进行了氢掺杂。氢掺杂MoO3的电阻以及光响应性质均表现出与温度的关联性。当温度由室温降至50 K时，氢掺杂MoO3的电阻增大了约107倍。而氢掺杂MoO3的光响应开关比由室温时的3倍增加至50K时的105倍。　　2.通过水浴法合成的MoO3/graphene复合材料表现出了反常的光响应特性:复合材料的电阻在可见光的照射下增大了。发生这一现象是由于当MoO3与石墨烯之间发生物理接触时，石墨烯中会发生空穴掺杂从而导致石墨烯转变为p型，因此在可见光照射下吸附于MoO3表面的O2分子解吸附过程所导致的MoO3中电子增多的现象是导致复合材料电阻增加的原因。因为这些电子会注入到石墨烯中并与石墨烯中的空穴复合。这一观点被复合材料在真空中电阻是空气环境中的102倍以及氩气环境中复合材料的光响应有所减弱的现象所证实。MoO3/graphene复合材料还表现出应用于室温O2浓度监测的巨大潜力。　　3.通过将还原氧化石墨烯(rGO)与少层MoS2堆叠制备了二维范德瓦尔斯异质结。MoS2/rGO异质结的拉曼和PL谱的峰位相对于单独的MoS2和rGO均有所偏移。基于MoS2/rGO异质结制备的场效应晶体管的输运性质在无光照时呈现双极性而在有光照时则转换为n型，这为研究MoS2价带的电荷输运性质提供了新途径。同时，MoS2/rGO异质结还具有栅压和源漏电压可调的超高光响应度（约≈2.4×104 AW-1）和光增益（约≈4.7×104）。　　4.通过CVD法制备了MnIn2Se4单晶并利用机械剥离法制备了少层MnIn2Se4。MnIn2Se4的拉曼图谱表现出了对于材料层数的关联性。MFM的测试结果表明MnIn2Se4具备明显的磁性。光响应测试表明MnIn2Se4具有很好的宽波段的光响应性质。