随着集成电路精度不断提升,器件的发展也趋向于小型化、高集成度、高存储密度、快速传输、大容量和智能控制,从而对材料的性能和尺寸的要求愈加严格。低维材料由于具有一些独特的热学、力学、磁学、光学和电学性能,在光电、生物医疗和能源等方面有较广泛的应用前景。相比于其他材料,新型层状铋基氧硫族低维材料具有出色的高迁移率半导体特性、较好的耐氧化性、比表面积较大等特性在新型光电器件和超级电容方面具有独特优势。本文分别以硝酸铋/柠檬酸铋铵为铋源,以硫脲为S源,在未添加金属熔盐的条件下,采用了温和的一步水热法制备了Bi₂O₂S低维材料;以柠檬酸铋铵为铋源,以亚硒酸钠为Se源,在未添加还原剂的条件下,采用了温和的一步水热法制备了Bi₂O₂Se低维材料;在此基础上分别制备了基于Bi₂O₂S和Bi₂O₂Se光电探测器,并研究了其光电性能,最后探索了Bi₂O₂S在超级电容器电极领域中的应用。分别以硝酸铋和柠檬酸铋铵为铋源,采用一步水热法合成Bi₂O₂S纳米片的试验表明:相比于硝酸铋,以柠檬酸铋铵为铋源,当矿化剂NaOH浓度为0.95 mol/L,醇水比为1:1,反应温度为200℃,反应时间为24 h时,所制备的单晶Bi₂O₂S为规则的长方形结构,且纳米片平均尺寸在1.0μm,单片最薄厚度4.6 nm。在不添加任何还原剂下时,采用一步水热法制备了Bi₂O₂Se低维材料,研究表明,在矿化剂KOH浓度为3.5 mol/L,反应温度为230℃,反应时间为24 h的条件下,所制备的Bi₂O₂Se低维材料是单晶结构,且具有很好的结晶性,最薄单片厚度仅为4.7 nm。发现以柠檬酸铋铵为铋源合成Bi₂O₂S材料时,柠檬酸根离子在层间插层,限制了材料沿c轴方向的生长,使得Bi₂O₂S材料可沿二维方向生长成片。基于热喷涂法制备Bi₂O₂S和Bi₂O₂Se薄膜光电探测器的研究表明,Bi₂O₂S基探测器在532 nm光照下其探测性能最佳;Bi₂O₂Se基探测器在785 nm光照时其探测综合性能最佳,均表现出优异的光电性能。在532 nm的光照射时,Bi₂O₂S基探测器的响应时间为81.9 ms,最高响应度可达0.059 A/W,最高探测率为6.77×10⁹ Jones;在785 nm的光照射时,Bi₂O₂Se基探测器的响应时间为78.85 ms,最高响应度可达75.14 A/W,最高探测率为3.95×10¹22 Jones,表现出较好的光电性能。此外,Bi₂O₂S为超级电容器电极材料的试验表明,以1 M KOH溶液为电解质、在三电极体系测试时,Bi₂O₂S电极具有较高的比电容(902.8 Fg^-1),同时保持较好的倍率性能;在掺入适量石墨烯之后,Bi₂O₂S/RGO电极不仅有较高的比电容(826.27 Fg^-1),同时显著地提高了其循环稳定性;在超级电容领域,有较好的应用前景。