石墨烯的卓越性能激发了人们对具有新颖电学和光学特性的二维层状材料的极大研究兴趣。作为类似于石墨烯的二维层状材料,具有原子厚度的IIIA金属硫属元素化物（金属=In,Ga;硫属元素=S,Se,Te）在电子和光电子领域显示出巨大的应用潜力。基于这类具有宽光谱响应和可弯折光电探测器的材料已经被开发出来了。然而,要获得高性能的光电器件,在后续的研究中,仍然需要发展新的合成方法来获得大面积具有厚度可控、高结晶性和均匀性的高质量此类材料。因此,在本论文中,我们从理论和实验上研究了硒化镓（GaSe）及其异质结的制备和物理特性,重点研究了GaSe纳米片的形貌演变过程、晶体受控生长机理和基于GaSe纳米片光电探测器件的性能表现。在此论文中获得的研究结果主要体现如下:1.采用气相沉积法成功的制备了大尺寸的纳米片,并且通过控制晶体动力学参数实现了GaSe纳米片尺寸和形貌的可控制备。通过原子力显微镜、扫描电子显微镜分析了GaSe纳米片的形貌、厚度和成分。结果表明这些纳米片具有良好的结晶性和均匀性。此外,通过透射电子显微镜、拉曼光谱和光致发光光谱分析了GaSe纳米片的光学特性,进一步表明纳米片具有高的结晶质量,这为制备高性能的光电特性提供了材料基础。2.通过密度泛函理论计算并结合动力学Wulff构造理论,我们对观察到的GaSe纳米片的形状演变进行了解释,并提出了生长过程图,发现微观环境对于GaSe纳米片的生长有着重要的决定因素。通过控制Ga/Se比例可以控制材料的生长过程,进而实现GaSe晶体的控制生长。3.利用光刻技术和电极或样品转移制备方法,制作了基于GaSe的光电探测器。我们以405nm的激光器作为光源测试了纳米片的光电探测性能。结果表明,该器具有出色的光电性能,其响应度高达3000A/W,时间响应小于为0.7ms。4.制备关于Bi2Se3/GaSe大面积薄膜异质结。通过AFM、Raman分析了异质结的形貌的厚度均匀性以及物性,表明该大面积薄膜异质结具有良好的均匀性和环境稳定性。