后摩尔时代的来临,对半导体产业的发展提出了新的挑战。二维材料对于摩尔定律的延续起着至关重要的作用。石墨烯是人们熟知的二维材料,但石墨烯的零带隙特性使其在光电器件应用上严重受限。而与石墨烯具有类似结构的二维过渡金属硫化物（TMDs）是二维半导体材料,并展现出了带隙可调等光电特性,引起了众多研究者的关注。此外,近年来新兴的准二维层状钙钛矿存在天然的量子阱结构,且较传统的三维钙钛矿表现出更为优异的稳定性,成为研究热点之一。这两种材料在太阳能电池、发光二极管、光电探测器等各类光电器件中都展示出了巨大的应用潜力。在光电器件中,材料的载流子动力学过程直接决定了器件的性能。因此,对材料的载流子动力学进行研究,清晰了解其中的动力学过程（如热载流子弛豫、电荷/能量转移和缺陷相关动力学等）,对于光电器件性能的提升具有重要意义。超快光谱则是探索这些超快动力学过程的有效手段,通过观察样品光激发后吸收或者荧光随时间的变化,可以获取相关光谱和动力学信息。因此,本论文主要利用多种时间分辨光谱技术,对单层二硫化钨（WS2）以及典型的准二维层状钙钛矿（PEA）2（MA）2Pb3I10（PEA=C6H5（CH2）2NH3;MA=CH3NH3）的超快动力学进行了详细的研究。具体研究成果总结如下:（1）通过飞秒瞬态吸收以及时间分辨荧光技术全面地研究了未处理和油酸（OA）处理的单层WS2中的激子动力学。研究结果表明,OA可以有效地钝化单层WS2中的缺陷态,导致无缺陷的激子动力学和激子-激子湮灭速率降低,从而实现更强的稳态荧光和更长的荧光寿命。另外,对比OA处理前后的超快动力学变化进一步证实了WS2中长期存在争议的亚皮秒动力学过程是超快激子形成过程。这些结果为单层WS2中的激子动力学研究提供了有价值的信息,也可应用于其他二维TMDs,有助于扩展TMDs在光电子器件领域的应用前景。（2）利用两步旋涂法制备准二维层状钙钛矿（PEA）2（MA）2Pb3I10（n=3）薄膜,通过飞秒瞬态吸收和飞秒时间分辨荧光（荧光上转换）技术对其光生载流子的超快动力学进行了研究。实验结果表明,混相二维钙钛矿中数百飞秒的超快动力学过程（100-400fs）是热载流子的弛豫过程,而非已有文献报导的混相之间的超快电荷转移或能量传递。从小n钙钛矿相到其周围大n钙钛矿相的能量传递发生在2-300ps的时间尺度上。这些结果从微观动力学角度揭示了二维层状钙钛矿太阳能电池的工作机理,有助于进一步提高器件性能。