因为具有优良的电、力、热学特性,石墨烯被人们认为是未来革命性的材料。然而石墨烯作为光电材料应用时“开关比”太低,同时,石墨烯也不具有本征磁性,虽然通过外界手段可以获得微弱磁性,但是难以精确控制。因此寻求具有本征带隙和本征磁性的低维材料并探索其中性质对于低维材料的应用有着重要意义。本论文以典型的二维半导体材料2H-MoTe₂和磁性二维半导体材料Cr₂Ge₂Te₆为研究对象,研究了二维材料的磁性以及磁光行为,同时搭建了测量二维材料中超快时间分辨磁光克尔的实验系统以探索二维材料中的超快动力学行为。本论文由下面五个部分组成:首先在绪论部分对二维材料以及二维材料的磁光研究做了概括介绍。第一节系统介绍了零带隙的石墨烯、二维半导体材料以及磁性二维半导体材料的基本物性及其应用前景。第二节对常见的二维材料磁光表征手段其探测原理进行了说明,同时介绍了这些磁光测试方法在二维材料中的具体应用。第三节是研究动机以及研究内容。第二章详细介绍了 2H-MoTe₂的塞曼效应以及利用塞曼劈裂能获得的A激子参数。首先我们在温度T = 4.2K,磁场B = 41.68T的条件下,通过不同圆偏振光的反射光谱第一次观察到了块体2H-MoTe₂中的塞曼效应。然后利用塞曼劈裂能与磁场的关系,利用不同的氢原子模型,获得了 A激子的基本参数。其中利用三维氢原子模型获得的A激子参数为:mr = 0.33m0,r1=2.71nm,Eb=15.6meV。虽然我们研究的是块体的2H-MoTe₂,但是2H-MoTe₂中层与层之间的间距比较大,并且电子态密度表现出二维特性,利用二维氢原子模型得到的A激子的关键参数 mr = 0.24m0,r1 =2.28 nm,Eb=45.4meV。第三章是利用高压技术对磁性二维半导体材料Cr₂Ge₂Te₆中的自旋-晶格耦合调控的研究。压力下的拉曼光谱探测表明在压力P<5.71GPa时,拉曼振动模向高波数发生移动,但是并没有结构相变发生。压力下Cr₂Ge₂Te₆的磁性测试结果表明在压力P≤1GPa时,随着压力的增大,铁磁转变温度向低温区发生移动,即磁性逐渐减弱。同时,我们还利用第一性原理计算了压力下Cr₂Ge₂Te₆的晶格演化。在压力作用下,Cr-Cr之间的距离减小,Cr-Te-Cr之间的夹角逐渐增大而偏离了 90°。通过分析Cr₂Ge₂Te₆内的磁交换作用,发现Cr-Cr之间的距离减小意味着反铁磁作用增强而Cr-Te-Cr之间的夹角逐渐偏离了 90°意味着铁磁作用减小,因此在压力作用下总的磁性减弱,这与我们的磁性测量结果相吻合。第四章主要介绍了时间分辨磁光克尔系统的测试原理以及自主搭建的时间分辨磁光克尔测量系统。在系统搭建中解决了等光程点寻找、微弱信号获取等问题,实现了百飞秒量级的时间分辨能力、0-8T外加磁场、8-300 K温度范围的测试能力。第五章是工作总结和展望,二维材料因其在剥离到纳米级厚度时仍具有优异的电、光、热以及力学性能,使其在将来的光电子领域以及纳米电子学领域都具有很好的应用前景。下一步将继续探索更高压力下Cr₂Ge₂Te₆中的磁性以及结构的演化,并利用自行搭建的时间分辨磁光克尔系统研究Cr₂Ge₂Te₆中的超快磁动力学行为。