贵金属的表面等离子体可以突破光的衍射极限实现在纳米尺度上对光的操控,使其成为新一代集成纳米光器件最具希望的载体之一。然而,随着近十几年来贵金属表面等离子体研究的快速发展,科研人员早已不局限于对贵金属表面等离子体的单独研究,经常采用与其它材料结合进行探索,以发掘探索表面等离子体的更多应用。二维材料的研究兴起,必然引起了人们对于它们与贵金属的耦合的兴趣。在二维材料过渡金属硫化物家族中,二硫化钼是目前研究中最为深入最受关注的一种。国内外对于二硫化钼与贵金属、其他二维材料的耦合杂化复合体系的研究已经在表面等离子体生物传感器、表面增强拉曼散射、发光性能与光电器件性能的调制、光催化等方面取得了成果。同样,在表面等离子体领域,二硫化钼与金属的复合结构的优异光电特性也初露端倪。据此,本论文主要研究了二硫化钼/石墨烯异质结对表面等离子体的调制作用,主要研究成果包括:(1)采用不同的方法制备了层状二硫化钼、二硫化钼/石墨烯异质结,研究了二硫化钼对银纳米线的表面增强散射能力、二硫化钼/石墨烯增强金属银的表面拉曼散射能力。试验结果表明,二硫化钼和金属银耦合可以增强金属银对入射光的散射能力、增强表面等离子体的电场,二硫化钼和石墨烯形成异质结后,能增强金属银纳米线对若丹明分子的拉曼散射能力。(2)采用时域有限差分法,对比研究了银纳米线表面等离子体的电场分布和强度、有效模式面积、传输长度在二氧化硅、石墨烯/二氧化硅和二硫化钼/石墨烯/二氧化硅衬底上的区别。研究结果表明,二硫化钼/石墨烯/二氧化硅衬底上电场最大强度最大,能量热点效应最明显,局域性高、传输距离短。该理论模拟结果能很好地解释金属银线在二硫化钼/石墨烯/二氧化硅衬底上具有更强烈的拉曼增强。论文进一步分析了二硫化钼厚度对这些参数的影响,发现随着厚度增大,电场最大强度增大,局域性更强,传输距离变短。(3)设计了一种掺杂单层二硫化钼的基于石墨烯的有源等离子器件,即在单层二硫化钼的表面覆盖周期性排列的石墨烯纳米带阵列结构,用仿真软件对该结构在中红外波段与没有掺杂单层二硫化钼的参考器件进行对比模拟研究,重点分析比较了谐振波长位移和调制深度的变化。结果表明,掺杂二硫化钼之后能促使二硫化钼/石墨烯体系保持在制深度基本不变的情况下使谐振波长产生大约3μm的红移,这将为基于石墨烯的红外超高速有源等离子器件和太赫兹的应用提供新的应用前景。