2004年,石墨烯的重大发现被誉为是“里程碑式的突破”、“革命性的推动”,立即激起了国内外学者研究二维材料的热潮。回顾二维材料的发展史,实质上是各类新型二维材料的探索史,从最初的石墨烯发展到过渡金属硫族化合物、黑磷,再到近期本征磁性二维材料的突破等。新型二维材料的探索及其新奇物性的发现一直在推动着整个二维材料领域的发展,在前沿物理、器件应用、材料科学等方面具有重要的科学意义。其中,三卤化物体系的研究也是新型二维材料发现史上最值得留下浓墨重彩的一笔,三卤化物体系泛指过渡金属三卤化物及其衍生氧化物材料体系,因其具有独特的晶体构型、能带结构以及丰富的物理和化学性质,如Kitaev量子自旋液体、本征多铁性等,为探索新奇的物理现象提供了理想的研究平台。作为新型的二维材料体系,三卤化物体系的研究,尤其是过渡金属氯氧化物,尚存在较大空白,具有广阔的研究空间。本论文以新型二维过渡金属三卤化物α-MoCl3及其衍生氧化物MoOCl2为研究对象,探索了新型二维材料的制备以及基础物性的分析表征,重点研究了在二维体系下的相关磁光电输运性质,并进一步探索了其在电子学、光学和自旋电子学等领域的潜在应用。本论文的研究内容包括如下几个方面:（1）结合新型二维材料的探索及相关输运性质的研究需求,翔实地介绍了材料制备、样品处理以及相关基础表征分析手段,为新型二维材料的制备、相关性能表征分析提供了理论和实验基础;此外,进一步详细地介绍了二维材料的微机械剥离、器件加工、输运测试及相关数据的分析处理等普适性研究过程,为后续基于新型二维材料相关输运性质的研究提供了扎实的理论和实验基础。（2）探索了新型二维材料α-MoCl3的单晶块材制备,对其晶体结构和本征物性等方面进行了翔实的表征分析。在此基础上,对激光辐照诱导层状α-MoCl3中的结构相变及其原位电学性质变化进行了详细的研究:湿度环境下激光辐照引起了层状α-MoCl3晶体中结构重组,导致了α-MoCl3晶体中氢离子插层以及亚稳态HxMoCl3相的产生;此外,激光辐照作用还引起了α-MoCl3中的电子重组,产生了额外的Mo 3d轨道极化电子,从而有效地提高了α-MoCl3的导电性。结合第一性原理计算的理论分析研究,进一步揭示了激光辐照作用下α-MoCl3中结构相变的内在机理。（3）成功制备出新型二维层状材料MoOCl2,深入分析了晶体结构及基本物性,系统地研究了层状MoOCl2的低温输运性质。首次发现了层状MoOCl2中存在着3～123 K宽温区的费米液体行为;结合极低温下比热的测量,通过修正经典Kadowaki-Woods ratio（KWR）模型,将载流子浓度和有效维度的影响考虑进去,实现与其他所有费米液体材料重整归一化;此外,研究发现层状MoOCl2中还存在着未饱和的庞磁阻效应,以及面内面外的磁阻各向异性。结合第一性原理的理论研究,进一步揭示了 MoOCl2中电子-电子相互作用的内在影响因素以及庞磁阻效应的内在物理机制。