近年来，单原子层材料--石墨烯，因其具有许多优异特性而引起人们巨大的研究兴趣，并且打开了探索各种二维材料（Two Dimensional Materials，2DMs）的大门。研究发现除石墨烯材料外，一些无机2DMs同样表现出了许多优异的特性。我们可以根据这些2DMs具有的独特性质按需要构建多种有应用前景的器件，例如电子、光电子、能源、透明电极和传感器等器件。通常来说层状材料通过范德华力结合在一起，可以通过机械剥离或液相剥离的方法获得单层或少层纳米片。与传统具有悬挂键且容易发生表面吸附等现象的纳米结构相比，这些具有极少悬挂键的纳米片具有优异的电子学和光电子学特性。二维层状材料相邻原子层间没有直接化学键作用，使不同的二维材料不受晶格匹配的限制可以相互组合形成范德华异质结（van der Waals Heterostructures，vdWHs），具有一些原始组成材料不具有的功能与特性。　　本研究设计合成了碘化镉（CdI2）纳米片、碘化镉-二维过渡金属硫化物范德华垂直异质结以及基于硫化钨（WS2）大单晶的范德华垂直异质结阵列。主要内容如下：　　（1）碘化镉（CdI2）纳米片的制备　　采用化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）的方法合成了碘化镉（CdI2）纳米片，并通过光学显微镜（Optical microscope，OM）、原子力显微镜（Atomic force microscope，AFM）、激光共聚焦拉曼光谱仪（Laser co-focusing Raman spectrometer）、扫描电子显微镜（Scanning electron microscope，SEM），X-射线衍射（X-ray diffraction，XRD）和透射电子显微镜（Transmission electron microscope，TEM）等进行了表征。CdI2纳米片在光学显微镜下呈现规则六边形和三角形形状，横向尺寸为2～10μm。原子力显微镜图显示CdI2纳米片表面平整，其厚度为5～200 nm。选区电子衍射(SAED)表明CdI2纳米片是单晶结构。高分辨透射电镜图像清晰地显示出晶格条纹且无明显缺陷，证明CdI2纳米片结晶质量很高。对不同厚度的CdI2纳米片进行了拉曼光谱和荧光光谱研究，其中拉曼光谱显示随着纳米片厚度的增加，拉曼峰位置基本在110 cm-1处不变，但是信号越来越强。拉曼成像研究表明，制备的纳米片成分均一，且结晶质量好。此外，荧光光谱峰位置随着厚度减少出现了红移现象。　　（2）碘化镉-二维过渡金属硫化物范德华垂直异质结的制备　　采用化学气相沉积的方法成功合成了表面平整的单层、双层或少层的WS2、WSe2和MoS2纳米片。并通过OM、AFM和Raman进行了一系列的表征。WS2、WSe2和MoS2纳米片其平面尺寸分别约为50、20和5μm。用长有WS2、WSe2和MoS2的Si/SiO2片为生长基片，采用前述的方法继续生长CdI2纳米片，获得了CdI2-MoS2、CdI2-WS2和CdI2-WSe2三种垂直异质结。光学显微镜照片显示底层二维过渡金属硫化物模板不仅引导成核位置，还能引导CdI2的生长并最终决定形成的CdI2纳米片的形状。进一步的拉曼光谱和拉曼成像研究证实了CdI2-WS2、CdI2-WSe2和CdI2-MoS2垂直异质结的空间结构。通过研究三种垂直异质结的光学显微镜图发现CdI2纳米片在TMDs上的生长是有一定取向性的。　　（3）碘化镉-硫化钨（CdI2-WS2）异质结阵列的制备　　首先采用一种新的CVD的方法合成大面积单层及少层WS2纳米片。并通过OM、AFM和Raman、SEM和TEM等进行了表征。这种方法获得的WS2纳米片尺寸大，单层和少层WS2纳米片多。拉曼和荧光光谱分析结果表明，随WS2纳米片层数减小，拉曼光谱A1g振动模式的峰红移。荧光光谱的研究显示在630 nm有一个荧光峰，随厚度增加，荧光峰位置向波长移动，带隙值变大。选区电子衍射和高分辨扫描透射电镜图均证明WS2是质量良好的单晶。将制备的WS2经过电子束曝光和氧等离子体处理后，获得WS2单晶阵列模板，以此种WS2阵列模板为基底，CdI2纳米片在WS2上成核并生长，制备出规则的CdI2-WS2垂直异质结阵列。拉曼成像结果证明了CdI2纳米片垂直生长在WS2上。光学显微镜图显示六边形CdI2采取两种生长取向：少数平行于WS2边界，多数与WS2边界成30°。