偏振反映了光的矢量特性。通过对光的偏振信息进行检测,能够得到被测物质的介电特性、结构特征、粗糙度、入射角等多种物理信息。然而传统的片上偏振光电探测器件往往依靠硅、锗、Ⅲ-Ⅴ族半导体等三维材料进行探测器层的制备,每一层材料的生长都要考虑晶格匹配的影响,这无疑增大了制备的难度,同时器件的集成度受到小尺寸效应的限制。因此,探究新型的偏振光电材料和探测器结构变得十分重要。层状材料是一类层与层之间以范德瓦尔斯力相结合的新型材料,这类材料不仅相较于三维材料有着更高的集成度,并且在异质结的制备中不需要考虑晶格匹配的影响。在层状材料中,二维钙钛矿和过渡金属硫化物既有线偏振探测能力,同时也有潜力对圆偏振光进行检测,尤其适合新型偏振探测器件的研究。本论文主要围绕现阶段二维钙钛矿和过渡金属硫化物这两种层状材料在偏振探测领域中材料的合成、性能以及器件的结构等方面展开研究,制备基于二维钙钛矿和过渡金属硫化物的新型偏振光电探测器。研究内容包括以下几个部分:1.改进二维钙钛矿晶体的合成方法。本论文提出了一种低毒且无需加热的水相法来合成低维钙钛矿。利用该水相法成功合成了多种二维、一维、手性或非手性钙钛矿晶体,通过X射线衍射、光致发光以及圆二色性等测试证明了该方法合成低维钙钛矿晶体的普适性与高产率。2.制备二维钙钛矿异质结型高性能光电探测器。本论文将无铅、高迁移率的二维钙钛矿（PEA）2SnI4（PEA=β-苯乙胺）与少层二硫化钼（MoS2）和石墨烯堆垛成异质结来增强载流子的抽取效率,由此大大提升了二维钙钛矿的光电探测能力。这种探测器具有1100 A/W的响应度和零偏压下33.3%的量子效率,整流比高达500。3.制备基于二维钙钛矿的线偏振与圆偏振光电探测器。在线偏振领域,本论文对一种新型钙钛矿材料FAGPb I4（FA=甲脒,G=胍基）进行研究,结合理论计算和实验分析的方法探索了这种钙钛矿晶体的偏振光学性能,测试表明了这种钙钛矿在各个晶面都有着良好的线偏振发射和线偏振探测能力,并且线性二色性的大小和偏振方向可以通过改变温度来调控。在圆偏振领域,本论文主要对水相法合成的手性钙钛矿进行研究,利用该材料制备了较高性能的圆偏振探测器。4.设计基于层状材料的无滤波层全斯托克斯矢量偏振器。本论文使用过渡金属硫化物这种层状材料来制备这种偏振探测器。通过将单层MoS2与少层MoS2堆垛成同质结,利用内建电场的调控来提升单层MoS2在低入射功率和零偏压下的圆偏振光电流效应（CPGE）。然后,本论文建立合理的测量与计算模型,使用这种同质结设计了一种无需额外滤波层的片上全斯托克斯矢量偏振器并研究了其偏振态检测的性能。这种器件可以在自供电条件下工作并对斯托克斯参数S1、S2和S3的最小测量误差分别为5%、4.8%以及6.7%。