石墨烯具有超高的机械强度,良好的导热性能和透光率（97.7%）,除此之外,还拥有独一无二的电学性质——高达200000 cm²V^-1s^-1的电子迁移率以及室温亚微米尺度的弹道输运特性,这一系列优异的物理性质使它在过去十余年里成为了非比寻常的研究热点,展现了巨大的应用前景。然而,带隙的缺失给石墨烯材料在二维电子器件中的实际应用造成了很大障碍。随着二维材料研究领域的不断发展,特别是六方氮化硼（h-BN）二维材料的发现,困境迎来了转机。二维h-BN,是石墨烯的等电子体,具有原子级平滑的表面,几乎没有悬挂键和电荷陷阱的存在,最重要的是h-BN拥有宽带隙（5.97eV）,且与石墨烯的晶格失配度仅为1.7%。大量的计算和实验结果表明,如果让二维蜂窝结构中同时包含B、N、C原子,就可以实现性质互补,获得兼具石墨烯与h-BN性能的新型六方结构BCN二维材料（h-BCN）,弥补石墨烯零带隙的缺陷,应用于各类光电器件。但目前制备高质量的h-BCN二维材料仍较为困难,基于此,本论文围绕h-BCN二维材料的制备与光电性质展开研究,论文以高纯度铜箔作为衬底,大面积生长了石墨烯、h-BN和h-BCN二维材料,并对其结构和光电性质进行了系统性研究。取得的主要成果如下:1)利用离子束溅射沉积（IBSD）设备,直接生长了石墨烯材料。通过研究不同实验参数下石墨烯的成核及长大过程,发现离子束的束流大小相比衬底温度对石墨烯的生长具有更大的影响,当保持衬底与离子源之间的合适距离,改变碳源气体流量与生长时间,不但可以获取尺寸、形状可控的石墨烯样品,还可以有效避免外界污染,为后续开展一步法制备h-BCN二维材料提供了有力支持。2)在利用IBSD分别生长石墨烯与h-BN二维材料的基础上,论文首次采用离子束反应溅射沉积方法成功地在Cu箔衬底上直接生长得到h-BCN二维材料,为高质量的h-BCN二维材料的制备提供了简单有效的新方法。同时,通过调节生长过程中碳源气体的浓度,可以直接调控h-BCN二维材料中碳元素的比例,实现碳元素含量从0%至100%的可控调节。论文发现,在适当的碳含量下,可以获得由石墨烯和h-BN纳米畴组成的均匀h-BCN层,而碳含量过高或过低会导致大尺寸石墨烯/h-BN岛的形成。此外,随着碳含量的增加,h-BCN层的带隙略有减小,实现电性能从绝缘到导体宽范围可调。