二维层状材料因为其独特的性能和良好的应用前景引起了研究人员极大的关注,尤其是以二硫化钼为代表的TMDs材料以及黑磷。研究发现,这些二维层状材料的性质随层数和缺陷的影响非常剧烈。随着层数的增加,二硫化钼会从直接带隙转变为间接带隙,且伴随着发光效率降低。在制备过程中无法避免的缺陷的引入影响了材料各个方面的性质。通过等离子体轰击、激光灼烧以及紫外臭氧改性等手段能有效调控样品的性能。相比较而言,激光灼烧处理的样品表面并不均匀,而等离子体轰击会对样品造成一定程度的损伤,紫外臭氧改性作为一种更温和可控的手段逐渐引起了研究人员的关注。因此,本论文主要研究了二维层状材料在紫外臭氧处理下的光学性质的变化,主要研究内容和成果归纳如下:1、利用紫外臭氧处理不同层数的MoS₂样品,通过对不同处理时间下样品的光学对比度、拉曼光谱、荧光光谱以及表面形貌的对比研究,发现在紫外臭氧处理后MoS₂的表面会产生厚度约为2.4 nm的自限性层。该自限性层可以在臭氧改性顶层样品后阻止其对下一层的继续氧化,使MoS₂的光学性质保持在减薄一层时的状态。2、利用10^-5 M的罗丹明6G（R6G）作为探测分子,研究了紫外臭氧改性对MoS₂表面增强拉曼散射（SERS）性能的影响。实验发现随着处理时间的增加,MoS₂上R6G分子的拉曼信号呈现先增强后减弱的趋势。在处理后的单层、双层及四层MoS₂上,R6G分子的拉曼信号分别增强了4倍,6倍和57倍。但在自限性层形成之后,R6G分子的拉曼增强效果明显减弱。这主要是由于臭氧首先诱导了MoS₂的P型掺杂,提高了R6G分子与MoS₂之间的电荷转移,使R6G分子的拉曼散射信号增强,而当自限性层形成之后,MoS₂与R6G分子的接触被阻止,且自身对R6G分子的拉曼信号无明显增强作用。因此,紫外臭氧改性可以作为一个有效地调控MoS₂的SERS性能的手段。3、利用紫外臭氧改性实现了对黑磷层数的调控。通过控制紫外臭氧的氧化时间,可以精确地将黑磷从厚层减薄至少层。研究发现,在样品减薄的过程中,在可见光范围内（620 nm）会有一个新的荧光峰出现,该峰强度会随着处理时间的增加而增强,分析认为该峰与P_xO_y的存在有关。与此同时,经过紫外臭氧处理得到的氧化层能提高黑磷在空气中的稳定性。