石墨烯等二维材料的出现为纳米科学技术的发展注入了新的活力。这些材料被认为能够用于制造下一代的电子、光学、光电、自旋电子器件。本论文主要在电场对二维半导体带隙的调控、电场对二硒化钨-黑磷异质结电学和光电性质的调控、石墨烯纳米带自旋阀器件这三个方面做了一些探索，主要实验结果包括:　　1.制备了二硒化钨和黑磷构成的异质结，表征了异质结在价带和导带的性质，实现了电场调控下p-p结或者n-n结的类型转变，研究了不同异质结类型下异质结器件的整流特性和光电流的极性调控。由于二维过渡金属硫化物半导体具有相似的能带结构，这项研究工作可以为一些其他的二维过渡金属半导体与黑磷形成的异质结提供参考。　　2.利用荧光光谱研究了室温下不同层数的二硒化钨带隙在垂直电场调控下的变化，为新型二维材料光学、电学、以及光电器件的设计提供了参考。实验发现，单层二硒化钨在电场下的激子和带电激子的比重变化显著，而峰位却没有明显移动。少层二硒化钨的间接带隙对应的激子和带电激子的荧光峰位由于巨斯塔克效应（giant stark effect）在电场下出现了显著地红移，其光学带隙随着电场的增加呈现出线性减小的趋势。　　3.加工了基于锯齿形石墨烯纳米带的非局域自旋阀器件，实现了30nm宽石墨烯纳米带中的自旋输运，在低温下和室温下都观测到非局域自旋阀信号。通过自旋进动实验确定了锯齿形石墨烯纳米带中自旋输运的基本参数。在T=2K，Vg=60 V时，自旋寿命τs=164 ps，自旋扩散系数为Ds=88×10-4m2/s。自旋扩散距离λs=√τsDs=1.2um。我们的工作为进一步发展基于锯齿形边界的石墨烯纳米带的自旋电子学提供了重要参考。