二维材料是当今材料科学、光电子学、凝聚态物理等领域的热门研究课题。其中,二维过渡金属硫化物家族是继石墨烯之后又一种被热切关注与广泛研究的纳米材料体系。这主要得益于其灵活可调的能带结构、极大的开关比、合适的迁移率、新奇的谷选择消色差等性质。近些年,二维MoS2已在场效应晶体管、光电探测器、太阳能电池等众多器件中获得了实际应用。另外,随着p型掺杂二维MoS2质量的逐渐提高,有望使二维MoS2参与下一代大规模集成电路的开发,从而极大实现其工业与商业价值。本征及掺杂二维MoS2的引入可使相应器件微型化、集成化、柔性化的同时赋予其优异特性。这些新兴器件的工作性能很大程度上取决于二维MoS2自身的光学与介电性质,尤其是其固有光学常数与介电函数。由于二维MoS2强烈的量子禁锢效应,其光学与介电性质敏感于层数（厚度）以及掺杂浓度等因素。为此,系统研究二维MoS2的层数与掺杂浓度依赖的光学与介电性质可加深对二维本征和掺杂过渡金属硫化物电子结构及多体效应的理解,同时也可指导相关器件的概念设计以及未来工业研发。鉴于以上实际需求,本学位论文将开展基于椭偏光谱的二维MoS2光学与介电性质的层依赖性（尺寸效应）与掺杂浓度依赖性研究。所取得的创新点主要包括:设计了一种结合了椭偏光谱法、临界点分析方法与第一性原理的材料光学跃迁分析方法。借助临界点分析方法得到了材料介电函数中的临界点,通过确保临界点分析以及第一性原理计算结果中的动量以及能量范围彼此匹配,在能带结构及态密度图中确定了临界点处光学跃迁的能带与粒子类型,构建了能带结构、态密度与临界点间的直观联系。实验结果表明,该方法适用于分析包括二维材料等超薄膜在内的多种材料光学跃迁机理。提出了一种基于椭偏比二阶泰勒展开的超薄膜光学常数解析计算法。借助德鲁德反射系数计算椭偏比并对其进行近似展开,构建了关于超薄膜复折射率的可解方程。结合光学常数物理限定条件,解析确定了超薄膜复折射率。该方法可用于分析一些厚度已知而色散特性不明的超薄膜,有效解决了椭偏光谱法在分析超薄膜时易因多参数耦合而陷入局部最优或不收敛的问题。确定了2D MoS2的紫外-可见-近红外波段的光学常数（折射率、消光系数、吸收系数等）与介电参数（介电函数、能量损耗函数等）。从实验层面证实了所提出的解析计算法在有效提高超薄膜光学常数求解精度的同时拓宽了适用波段。发展并建立了用于计算超薄膜光导率的经典版模型和面电流模型,首次借助两种模型获得了少数层MoS2的光导率并详细探讨了模型的适用性。基于椭偏光谱法系统研究了2D MoS2光学与介电性质的层依赖性。借助临界点分析方法确定了介电函数谱中临界点参数。通过光学跃迁分析法揭示了2D MoS2介电函数中临界点的形成机理。深入研究了2D MoS2临界点处介电函数虚部强度的层依赖性,从衰减的激子效应、增加的节点态密度、质量密度三种因素交替主导的角度对介电函数虚部呈现出的“W”状变化做出了理论解释。借助微分光谱法确定了2D MoS2光导率谱中特征峰位置,从激子束缚能衰减与能带收缩两个因素相互竞争的角度阐述了2D MoS2光导率谱中特征峰位置层依赖性的物理机理。基于椭偏光谱法研究了铌掺杂p型二维MoS2光学与介电性质的掺杂浓度依赖性。得到了不同掺杂浓度的二维MoS2介电函数与复折射率,借助能带分析与临界点分析方法得到了p型二维MoS2的临界点参数并分析了其掺杂浓度依赖性。实验发现,随着铌杂质浓度的升高,p型二维MoS2带隙处两个激子跃迁峰逐渐合并。结合第一性原理仿真计算结果,从杂质感应的能带重构与激子效应角度对该杂质调控机理做出了深入解释。制备了基于铌掺杂二维MoS2的p型场效应晶体管并分析了其工作性能。