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硫化物半导体是一类重要的化合物半导体,一般具有光电特性优良、原材料储量丰富、成本低廉的产业化优势,在现代光电领域具有着广泛的适用性与宽阔的应用前景,如光电探测器、电致发光器件、光致发光器件、太阳能电池、场效应晶体管等。飞速发展的时代与科技需要不断开发研究超越传统材料、具有更加优良和特殊性质的新型半导体材料。新型硫化物半导体的发展方向包括耐高温、可用于大功率、短波长器件的宽带隙半导体,种类丰富、性能多样的多元化合物半导体,特性新奇、可用于柔性器件的低维半导体等。对于新型硫化物半导体的制备及特性进行深入研究,可以更好地推动相关应用、新兴产业甚至可能是技术革命。本论文对宽带隙半导体硫化锌ZnS、四元硫化物铜锌锡硫Cu2ZnSnS4（CZTS）、二维层状半导体二硫化钼MoS2几种新型硫化物半导体薄膜材料展开了如下工作:（1）采用磁控溅射法制备了结晶良好的ZnS薄膜,除了宽带隙之外,还具有致密均匀、透光性好、折射率高、消光系数小、与光伏吸收材料晶格匹配性非常好的优点。说明磁控溅射法非常适于ZnS薄膜的制备,通过优化得到了最佳制备参数,采用包括椭圆偏振光谱法在内的多种先进综合手段研究了ZnS薄膜特性。（2）从通过后期热处理手段影响晶格缺陷的角度对ZnS薄膜组分原子比问题展开实验研究。通过真空退火和硫气氛退火对比实验,证明硫气氛退火可以有效提高ZnS薄膜硫原子比例。在ZnS陶瓷靶材、沉积薄膜组分与靶材一致性较好且可形成锌空位的磁控溅射制备法以及硫气氛退火三种因素作用下,实现了ZnS薄膜非金属元素硫明显过量的原子比例。并且实验证明,组分偏离化学计量比的ZnS薄膜其宽带隙特征、光学常数以及微结构等性质没有受到大的影响,不会影响其光电应用。在实验的基础上,提出了一种切实的p型本征掺杂思路:在上述三种因素共同作用下,并进一步增大磁控溅射靶材的组分差别、加强硫气氛退火强度,有望将单极性n型半导体ZnS的薄膜导电类型改变为p型,拓展ZnS半导体薄膜的光电应用。（3）研究了光伏吸收层材料CZTS两种基本结构kesterite（KS）和stannite（ST）的电子特性和光学特性,用从第一性原理出发的密度泛函理论进行了系统详细的计算研究,计算了电子能带结构和态密度,还计算了包括介电常数、吸收系数、反射率、光电导率以及能量损失函数等的光学性质。发现CZTS的电子结构与光学特性与两种晶体结构中Cu、Zn原子的排列方式没有明显关联性,总体上KS与ST的差别不大,二者均呈现出适于薄膜太阳能电池吸收层的优良性质。计算出CZTS最稳定的基态结构。研究了与地面太阳能电池吸收相关的CZTS电子跃迁机制。比较了两种结构CZTS在可见光范围内的吸收系数和反射率等重要光学性质。针对四元硫化物Cu2ZnSnS4因组分多元化而易形成杂相、制备难度大的问题,通过叠层金属前驱体真空蒸发法与CZTS陶瓷靶磁控溅射法两种方式对比实验研究CZTS薄膜的制备。通过制备工艺调整,以这两种方式最终均成功制备了未见杂相的CZTS薄膜。（4）以在二维层状材料MoS2制备中很少见的MoS2陶瓷靶磁控溅射法并辅以退火处理,成功制备了少数层MoS2,拓宽了少数层级二维MoS2的制备方法。该制备方法工艺简单、可控性强,通过溅射时间即可方便地进行层数的调整,实现了超薄MoS2膜的可控生长。在超薄二维MoS2薄膜上制备有机小分子半导体红荧烯薄膜,通过多种光谱手段分析研究有机-无机薄膜的界面结合等特性。实验结果显示无机二维MoS2薄膜与有机红荧烯之间的亲和性兼容性好,二维MoS2的良好吸附性以及独特的二维层状晶体结构有可能促进红荧烯的稳定性与成膜质量。