二维材料的异军突起使其在电子及光电子等领域表现出巨大的应用潜力,其中具有超宽带隙的六方氮化硼的研究更加成为焦点。本论文从大量研究进展出发,分析了六方氮化硼的特性和功能以及所面临着的相关挑战性难题。一方面发现实现这种二维材料的高质量生长以及电学性质的调制具有非常重要的意义;另一方面,随着基于二维材料的新型光电子器件的研究正如火如荼地进行,对六方氮化硼在该领域的开发潜力的研究不可或缺,也对未来光电子领域具有非常重要的意义。针对上述问题,本论文依此进行了系统性的理论与实验相结合的研究工作,对LPCVD方法合成高质量二维h-BN薄膜、六方氮化硼薄膜的p型导电增强技术、以及金属-绝缘体-半导体（MIS）结构的紫外发光器件这三个重要课题进行了深入探究,并取得重要进展:一、制备大尺寸、高质量二维h-BN薄膜并完成先进转移技术开发。首先,阐述了 LPCVD方法生长h-BN薄膜时的生长以及接合机制,并对相关参数如衬底、温度、载气等进行了分析并加以优化,找到适合h-BN高质量生长的关键参数并获得高质量单层h-BN薄膜;其次,提出一种晶片级大尺寸高质量单层h-BN薄膜的合成方法,突破了 LPCVD反应腔体的有限体积限制,在2英寸反应腔体中成功实现晶圆级大尺寸h-BN薄膜生长;最后,研究了有无PMMA的转移二维薄膜的方法,适用于不同需求下的二维材料薄膜的转移;并对转移后的薄膜进行系列表征,证明其六角原子结构、高的晶体质量、完美的B/N化学计量比以及h-BN薄膜的高度透明和电绝缘特性,也证明了其属于超宽禁带半导体的特征（禁带宽度>6 eV）。以上结果表明h-BN有很多研究领域都潜在的应用,并为本研究后续工作奠定材料基础。二、高效p型单层h-BN制备及效率提升技术研发。首先,通过p型替位杂质的第一性原理理论模拟,确定了Mg的杂质能级的浅受主特性,其电离能约为0.03 eV,同时,由MgB诱导的空穴载流子表现出高的非局域性质,并可有效扩展进入h-BN的晶格,为单层h-BN提高有效p型电导。其次,结合实验,提出使用Mg3N2作为掺杂源对h-BN进行调制掺杂的设计方案,国际上首次成功获得单层h-BN中的p型掺杂,并采用单探针整流法确定了 p型特性;最后,进一步提出了富氮（N-rich）条件形成增强Mg掺杂效率的低能量路径理论,利用提高VB浓度的方式有效促进Mg替位效率,从而提升了 p型电导率,表面电流增加了三倍,最高可达到32μA。这种方法可在单层h-BN中提供出色的p型导电性,以供将来在新型二维光电器件中的应用;为h-BN薄膜的二维光电子器件制备提供了关键性的结构材料基础,证明了 h-BN薄膜在未来光电子器件领域中的强大应用能力和开发潜力。三、基于二维h-BN薄膜的新型MIS结构的紫外双模器件设计与制备。首先,提出利用h-BN作为超薄绝缘层、n-AlGaN和透明电极构成MIS结构的紫外LED器件,采用Cu纳米线制作透明金属电极,成功实现紫外发光,并且同时具备了 268nm的光电探测功能,实现简单结构双功能器件;其次,利用石墨烯、SiO2及n-AlGaN制作了 GIS垂直结构的紫外器件,表现出了优秀的双面发光能力（发光效率高达到10%,涵盖UVA及UVB波段）以及紫外探测能力（325 nm）,响应时间仅70 ms,响应度可达0.133 A/W;再次,就深紫外光的水杀菌方面,我们系统研究多类溶液中穿透深度及效率,发现水温、离子浓度都将影响穿透深度,对于室温纯洁水,280nm波段,穿透5 cm尚保持84%光强,证明了深紫外光在水杀菌方面具有较高的光穿透效率。此外,我们设计并自主搭建了一套光学透镜系统,用于增强测量光谱时的收光效率。以上一系列工作为未来新型深紫外光电子器件开发和新应用扩展,提供了重要的探索性数据,也是h-BN材料器件应用重要基础工作。本论文的相关研究成果,为h-BN以及其相关应用的研究探索提供了理论以及实验上的数据支撑,对于h-BN以及新型半导体光电子器件来说具有一定的意义,是二维材料应用到实际的光电子器件中必不可少的一块基础内容,具有广阔的应用前景。