二维晶体材料独特的二维结构特征赋予其丰富的物理内涵和优异的物理化学性质，是一个科学内涵丰富、创新性强、应用前景广阔的研究领域，已经迅速成为材料科学、凝聚态物理和纳米科技领域的研究前沿。由于其独特的光、电、机械、化学性质，二维晶体材料不仅可以作为低维物理探索研究的新体系，而且可用于构筑新型纳电子器件和光电功能器件。硒化铟(In2Se3)是一种重要的相变材料和光电材料，可用于构筑相变存储器件、新型能源存储和光电转换器件，一直受到广泛的关注。In2Se3具有至少五种不同的相态，是一种特殊的多态性晶体，不同的晶体结构具有不同的性质，存在半导体相和金属相，这给构筑基于In2Se3的光电器件带来挑战。制备结构和晶相可控的二维In2Se3晶体材料，将为新型In2Se3基光电器件的构筑及应用奠定材料基础。本论文围绕In2Se3二维晶体的制备方法、物性研究以及光电器件应用探索逐层展开。发展了制备二维薄层In2Se3晶体材料的范德华外延方法，实现了晶体形貌和晶相可控、形核位点可控的表面生长，对二维In2Se3晶体进行了详细的结构表征和基本的物性研究，包括拉曼光谱和电输运性能等;构建了基于二维In2Se3晶体的光电功能器件。此外，探索了Cu插层In2Se3复合物的制备和初步表征。　　本论文主要包括以下三个部分:　　1.制备了二维In2Se3晶体，并精确调控其形貌、生长位点和晶相。在原子级平整的氟晶云母或石墨烯基底上，利用范德华外延生长技术，成功制备出二维薄层In2Se3样品，并研究了温度、体系压力、载气流量、生长时间和降温速率对生长样品的影响:沉积温度可以影响生长过程中的成核率和生长速率，从而决定样品的形貌;体系压力、载气流量和生长时间通过影响In2Se3源的挥发量来影响样品的厚度和大小;生长后降温的速率影响In2Se3的最终相态，缓慢降温主要得到热力学稳定的α相样品，快速降温往往得到超晶格相样品。实现了二维In2Se3晶体的表面定点生长，通过对生长基底氟晶云母表面进行修饰，得到了二维In2Se3晶体生长位置可控的定点生长样品。发展了二维In2Se3晶体的无损转移技术，能够把二维In2Se3晶体从云母基底上完好的转移到任意基底上，而云母基底可进行二维In2Se3晶体的二次生长。　　2.研究了二维In2Se3晶体的光谱、电学和光电性质。对二维In2Se3晶体进行了Raman光谱表征，并研究了不同相态的二维In2Se3晶体的导电性质、电学转移性质和输出性质，发现超晶格相样品和α相样品呈现出两种完全不同的性质。超晶格相样品电阻值极低，没有栅压调控等性质，表现为典型的金属型导电行为;α相样品电阻值比超晶格相高好几个数量级，显示出n型半导体的性质。考察了二维In2Se3晶体的光电性质，发现金属型超晶格相样品几乎没有光电响应，而半导体型α相样品有良好的光电响应性，其灵敏度可达2.5 A/W，开关比可以达到40。　　3.制备并表征了Cu插层In2Se3的复合物。以二维层状In2Se3晶体为主体材料，Cu为客体材料进行插层反应，制备了Cu插层In2Se3的复合物。对反应后样品的形貌进行检测，看到部分样品表面出现凸起结构，经过对照实验证实该结构与插层有关。通过对样品的透射电子显微镜分析，证实样品的In2Se3主体结构在反应后得以保留，样品中插入了Cu原子。测量了插层前后样品的吸光率，发现有较大的提高。