二维过渡金属硫化合物（TMDs）是一种半导体二维材料,其丰富的光学和电学特性在电子器件中有着广泛应用。化学气相沉积（CVD）生长方法是获得二维TMDs材料的一种非常有效的方法,可以实现可控大尺寸生长。然而,CVD生长的二维TMDs材料质量与性能往往受晶体生长复杂条件的影响,很难获得如机械剥离的高质量材料,进而严重影响其光电器件性能。因此,如何快速准确分析CVD生长的二维TMDs材料的化学结构性质及其均匀性受到广泛关注,这有助于优化生长工艺、提高材料质量甚至实现可调控光电材料等。本论文的工作主要针对CVD生长的二维TMDs材料（MoS2、WS2和WSe2）,基于光谱相似性原理,创新利用一种结合高分辨拉曼光谱成像大数据和无监督k-means聚类分析的方法,实现了直接快速鉴定二维TMDs材料应变和掺杂非均匀性。k-means聚类拉曼光谱成像可以同时获得簇的特征光谱及空间分布,大大简化了拉曼光谱分析,并实现了二维TMDs材料非均匀性的直观可视化。此外,基于k-means聚类空间图像,通过结合拉曼光谱二维关联分离方法成功解耦和定量估算出了TMDs材料的内部应力和掺杂。实验结果表明,多晶单层Mo S2从晶界和样品边缘到晶粒中心（单晶）存在明显的拉伸应变和均匀的p型掺杂;AA和AB两种不同堆垛方式的双层Mo S2存在相对均匀的p型掺杂和从中心到边缘逐渐增加的压缩应变;WS2中的2LA（M）/E(~12g)模式和WSe2中的E(~12g)模式峰强和峰位的分布不均匀,分别是由于缺陷和拉伸应变引起的。本实验应用这种自动和无监督的方法成功地实现了对不同类型、层数及堆垛方式的二维TMDs材料的非均匀性分析,为快速评估二维TMDs材料质量和非均匀性提供一种重要的方法。本论文还研究了不同激光功率及测量环境对拉曼光谱的影响。利用拉曼和扫描电镜联用系统分析同一单层Mo S2样品在真空及空气中变激光功率的拉曼光谱变化。实验结果表明在真空中,当激光功率从0.1m W至1m W时,单层MoS2的E(~12g)拉曼特征峰发生明显红移且展宽,这一现象可归因于激光辐照使表面无氧吸附的Mo S2产生硫空位,呈现n型掺杂的行为。随着功率从1m W增加到5m W时,A1g峰继续红移,进一步展宽,表明硫空位浓度的增加。同时,因激光热效应,E(~12g)拉曼特征峰红移,意味着产生了拉伸应变;在空气中,两个拉曼特征峰峰位随激光功率增加均没有显著变化,仅A1g峰的半峰宽略微变宽。对比两种不同环境,实验结果表明A1g与E(~12g)相对峰强比发生明显改变。本实验在不同环境下,首次观察到激光功率变化对Mo S2样品的不同拉曼光谱响应,表明环境与激光功率对TMDs材料的非均匀性的影响。同时,揭示了二维TMDs材料的激光诱导光化学反应,也为TMDs材料CVD生长过程中的原位拉曼分析提供了非常重要的实验依据。