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单原子层量级的二维纳米材料具有优异的物理特性，在电子、光电子领域有广泛的应用前景，因此自发现以来就备受关注。但是通过机械剥离得到的本征二维纳米材料往往存在厚度不可控、载流子浓度/类型不可控、在空气中易退化等问题，这些问题导致由二维纳米材料制作的纳米器件性能不稳定，难以在实际中推广应用。因此，有效调节二维纳米材料及其器件的物理性质（如材料厚度、稳定性、各向异性、器件载流子类型、载流子迁移率、开关比、接触电阻等），是二维纳米材料得以实际应用的关键。本文一方面系统性地研究了调节二维纳米材料黑磷稳定性、厚度、电学性质的方法，另一方面，创新性地提出了两种二硒化钼（MoSe2）的掺杂方法，并构建了MoSe2同质结，为其在光电探测领域的应用提供了新思路。主要研究内容如下：
1.研究了增强黑磷稳定性的方法。本文提出了用含有TEMPO和[Ph3C]BF4的水/丙酮溶液处理黑磷材料，实现TEMPO分子对黑磷表面的修饰，从而抑制黑磷与空气中的氧气和水分子相互作用。该方法可以让黑磷具有在空气中保持四个月以上的优异稳定性，并可以显著提升黑磷薄膜器件和光电探测器的工作寿命。
2.研究了调节黑磷厚度的方法。本文提出了两种减薄黑磷的方案：湿法化学减薄黑磷和两步退火减薄黑磷。前者通过使用含有2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧化物（TEMPO）和三苯基四氟硼酸碳（[Ph3C]BF4）的二氯甲烷溶液处理黑磷，实现黑磷的减薄。该方法具有良好的选择性，减薄速率与现有物理减薄方法速率相当（~4nm/min），可用于大规模减薄黑磷。后者先在空气中退火使黑磷表面氧化，随后在氮氢混合气中退火使氧化物升华，实现黑磷的减薄。该方法可制得单层黑磷。以上两种方法减薄得到的黑磷具有较少的晶格缺陷和较低的表面粗糙度，用其构建的场效应晶体管（FET）迟滞明显减小，电流开关比提升两个数量级。
3.研究了调节黑磷载流子浓度的方法。本文提出了用TEMPO分子对黑磷表面进行修饰，通过控制修饰时间和溶液浓度可以有效调节黑磷p型载流子浓度、载流子迁移率，从而调节黑磷FET的电流开关比、接触电阻及电学和光学各向异性。
4.研究了MoSe2同质p-n结及其在光电探测领域的应用。本文提出了用快速退火实现MoSe2载流子类型从n型转变成p型的方法；其次提出用三苯基膦（PPh3）实现MoSe2的n型载流子浓度的调节；最后本文通过这两种方法构建了MoSe2同质p-n结，并探讨了其在光电探测领域的应用，响应度达到1.3A·W-1。
1.研究了增强黑磷稳定性的方法。本文提出了用含有TEMPO和[Ph3C]BF4的水/丙酮溶液处理黑磷材料，实现TEMPO分子对黑磷表面的修饰，从而抑制黑磷与空气中的氧气和水分子相互作用。该方法可以让黑磷具有在空气中保持四个月以上的优异稳定性，并可以显著提升黑磷薄膜器件和光电探测器的工作寿命。
2.研究了调节黑磷厚度的方法。本文提出了两种减薄黑磷的方案：湿法化学减薄黑磷和两步退火减薄黑磷。前者通过使用含有2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧化物（TEMPO）和三苯基四氟硼酸碳（[Ph3C]BF4）的二氯甲烷溶液处理黑磷，实现黑磷的减薄。该方法具有良好的选择性，减薄速率与现有物理减薄方法速率相当（~4nm/min），可用于大规模减薄黑磷。后者先在空气中退火使黑磷表面氧化，随后在氮氢混合气中退火使氧化物升华，实现黑磷的减薄。该方法可制得单层黑磷。以上两种方法减薄得到的黑磷具有较少的晶格缺陷和较低的表面粗糙度，用其构建的场效应晶体管（FET）迟滞明显减小，电流开关比提升两个数量级。
3.研究了调节黑磷载流子浓度的方法。本文提出了用TEMPO分子对黑磷表面进行修饰，通过控制修饰时间和溶液浓度可以有效调节黑磷p型载流子浓度、载流子迁移率，从而调节黑磷FET的电流开关比、接触电阻及电学和光学各向异性。
4.研究了MoSe2同质p-n结及其在光电探测领域的应用。本文提出了用快速退火实现MoSe2载流子类型从n型转变成p型的方法；其次提出用三苯基膦（PPh3）实现MoSe2的n型载流子浓度的调节；最后本文通过这两种方法构建了MoSe2同质p-n结，并探讨了其在光电探测领域的应用，响应度达到1.3A·W-1。