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最近十年大量的研究发现二维纳米半导体材料具有独特的电学、光学、磁学和力学等性能。目前最具代表性的二维半导体功能材料包括石墨烯、二硫化钼和氮化硼，近年来二维镓族材料引起了众多研究人员的广泛关注。III VI层状化合物，例如硒化镓，硫化镓，和硒化铟等二维半导体材料在光伏、光电子器件、非线性光学以及微电子器件等领域都具有很好的应用前景。本文基于二维镓族材料的良好的应用前景对碲化镓的制备、结构、电学以及电学性能进行深入的研究，并初步探索了二维碲化镓在纳米电子、光电器件领域的应用。研究表明单晶块状碲化镓的为单斜晶系，其空间构型为C2/m。由于二维碲化镓特殊的表面性能，部分薄层碲化镓随着层数的减少由原来块状的单斜晶系变为六方晶系。多层（20～50nm）碲化镓场效应晶体管（FET）的迁移率在5～8cm2V-1s-1，而少层（<20nm）的约在0.2～1.2cm2V-1s-1。常温下碲化镓的电流开关较低，多层的在10以下，少层的只有102左右。其迁移率随温度的增加而增加，其开关比却随温度的增加而减小，当温度从300K降低到200K时其开关比从3×103减小到几十。研究发现，在不同的温度和偏压条件下二维碲化镓FET的载流子注入存在不同的传输机制，在较高的温度（>200K）、较低的偏压（<1V）时载流子注入以热激发为主，而在低温下（<200K）以遂穿机制为主，随着偏压的增加载流子注入机制由直接遂穿变为富勒-诺德海姆（F-N）遂穿。此外，计算得到的二维碲化镓/铬的接触势垒在0.1～0.3eV之间。实验发现二维碲化镓对可见-紫外光具有良好的光响应。以二氧化硅/硅为基底的碲化镓光探测器在紫外光照射下其光响应和量子效率在偏压为2V条件下达到191A/W-1和105%，信噪比可达1012，响应时间可达78ms，且表现出良好的稳定性。在可见光条件下其光响应和量子效率在偏压为2V条件下在10～50A/W-1和0.5～1.5×104%，信噪比可达1012。以聚对苯二甲酸乙二酯（PET）为基底的透明柔性二维碲化镓光探测器的性能也表现出良好的光探测性能和稳定性。这些结果都表明碲化镓是极具潜力的光探测器、光晶体管材料。