二维原子晶体材料因其丰富的结构和优异的光、电、磁和热等性质受到了材料、物理、化学和电子信息领域科学家们的广泛关注。其中,由两种元素组成的二维过渡金属硫族化物材料（即二元TMDs,如Mo S2、WS2和Re S2等）具有可调的带隙、强的光-物质相互作用和自旋-轨道相互作用,在（光）电子学、能谷电子学、传感器以及集成电路等领域具有非常巨大的应用前景。为了拓展二维材料的性质和应用,近年来人们开始关注三元过渡金属氧化物（TMOs）材料,其主要包含两种结构类型:ABOx型和MOX型。相较于二元TMDs材料而言,三元TMOs材料由于组成增加了一个元素,这不仅为其结构和性质调控带来了新的自由度,同时也赋予此类材料更加丰富的应用场景。然而,现有方法制备的二维TMOs材料存在形貌不规整、晶体质量差、尺寸和厚度不可控等问题,严重阻碍了其在二维光电子器件领域的应用。本论文聚焦于KNb3O8和Cr OCl两种低维三元TMOs材料,围绕其大面积可控制备、各向异性光电和热导性质开展了深入研究。具体研究内容如下:（1）超宽带隙KNb3O8纳米带的可控制备及其各向异性光电性质目前,由于缺乏具有本征各向异性结构的低维超宽带隙半导体材料,偏振敏感的日盲紫外光电探测器仍然十分稀缺。针对这一问题,本工作通过化学气相沉积（CVD）制备出一种超宽带隙的KNb3O8纳米带材料,并基于该材料构筑出偏振敏感的日盲紫外光电探测器。通过调节生长温度,实现了KNb3O8纳米带长度和厚度的有效调控。结合密度泛函理论计算和吸收光谱,发现所得KNb3O8纳米带具有超宽带隙（4.15 e V）及强的各向异性。得益于上述特性,KNb3O8纳米带探测器的光电响应可到日盲紫外区（230-280 nm）,并表现出高的响应度(30 A W-1)、高的探测率(5.95×1011 Jones)以及超低的暗电流(7.1×10-15 A)。特别是,该探测器对日盲紫外光（254 nm）显示出强的偏振敏感响应（线性二向色比为1.62）。以上结果表明,超薄KNb3O8纳米带材料有望应用于设计下一代多功能日盲紫外光电子器件。（2）二维CrOCl纳米片的可控制备及其各向异性热导性质具有优异各向异性热导性质的二维材料可以实现定向传热,因而有望应用于提高晶体管的散热性能。基于此,本工作发展出空间限域CVD生长方法,成功制备出一种具有本征结构各向异性的二维Cr OCl材料,并通过该材料实现了晶体管器件的各向异性热导。通过系统调节生长基底、温度和时间等参数,实现了大面积、高质量、形貌规整、尺寸和厚度可调二维Cr OCl纳米片的可控制备。基于此,提出了Cr OCl纳米片的三种生长模式:面内外延生长、面内三维生长以及面外三维生长,很好地解释了其形貌和厚度的变化。角分辨偏振拉曼光谱测试显示二维Cr OCl材料具有强的各向异性性质,这与其本征结构各向异性相符合,且拉曼谱峰强度与角度的关系可用于鉴定其晶格取向。此外,温度依赖的拉曼光谱及扫描热探针显微测试显示,二维Cr OCl纳米片具有良好的热稳定性和优异的各向异性热导性质。本工作为二维MOX类材料可控制备提供了新的思路,并对设计二维晶体管器件实现高效散热具有重要的参考价值。