机械作用可以改变材料晶格结构,是调控材料物理性质的有效手段。对于原子层厚的二维层状纳米材料而言,机械力对其电学、光学和光电性能的调控作用更为明显。研究机械力对二维材料及其器件性能的调控效应与机理不仅是制备柔性、可穿戴二维材料器件的前提,还是开发新型二维电子、光电子器件的基础。然而,目前对纳米尺度材料施加可控机械力的方法尚不成熟,导致机械力对二维材料及其器件性能的调控研究仍处于起步阶段。本文系统性地研究了机械力对压阻型、压电型、复合型等三种主要类型二维材料及其器件的电学与光电性能的影响机理与规律,并以此为基础开发了各向异性压阻定位器、压电效应增强光探测器、以及可承受大机械应变与损伤的柔性自修复光电探测器阵列。具体研究内容如下:（1）研究了应变对压阻型二维半导体材料及其器件的电学和光电性能的影响。选取具有各向异性的单晶二硫化铼（Re S2）为代表,从理论和实验两方面揭示了机械拉伸应力对Re S2两个晶轴的能带结构的不同影响,及其导致的各向异性压阻效应。首先采用载流子迁移率与反射差分光谱测量相结合的方法原位、无损地确定了Re S2的主晶轴方向。在此基础上制备了各向异性Re S2压阻器件。首次在二维材料体系中发现了完全相反的各向异性压阻效应（正压阻和负压阻效应）。用密度泛函仿真（DFT）计算了拉伸应力对Re S2两个主晶轴方向晶格常数和能带结构的改变。揭示了各向异性压阻效应产生的原因是拉伸应力引起Re S2两个晶轴方向上的带隙产生了相反的变化。最后,基于各向异性压阻效应开发了Re S2压力定位探测器。（2）研究了压力对二维压电型半导体材料及器件的电学和光电性能的影响。选取具有面外压电极化方向的单晶氧化锌（Zn O）为代表,验证了单原子层厚材料的面外压电效应。从理论和实验两方面研究了压力与Zn O表面极化电荷的定量关系,揭示了压力对Zn O器件肖特基势垒的调节机理,以此为基础制备了利用压电效应增强的Zn O光电探测器。（3）研究了应力对二维纳米复合材料的电学与光电性能的影响。选取自修复聚合物与二维石墨烯制成的纳米复合材料为代表,研究了机械拉伸力对纳米复合材料的电学与光电性能的影响,揭示了其影响机理。该纳米复合材料可以承受大机械应变与损伤,并具备完全的自修复能力。制备了基于该复合材料的自修复光探测器和大面积柔性光电探测阵列,在高达1000%的机械拉伸、30次机械切割-恢复循环和500天空气环境暴露下,器件的光电响应均没有明显衰减。