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在过去的十年中,关于二维纳米结构的关注度大大增强,除了传统的纳米结构外,新发现的二维结构纳米材料由于其所具有的独特性质引起了高度重视。这些二维纳米结构所具有的新的尺寸效应将为其未来的实际应用提供巨大的潜力。石墨烯就是一个典型的例子,由于电子被限制在二维环境中,它表现出了独特的物理、电子和化学性能。然而,石墨烯不是半导体,帯隙值为零,在很大程度上阻碍了它的应用,特别是在光电器件中的应用。尽管已经有多种途径尝试去打开石墨烯的帯隙,但结果不是很好,且成本很高。因此,非常有必要去寻找新的可替换的二维材料。过渡金属硫化物（TMDCs）的结构与石墨烯非常相似,且有较大的能隙值和良好的载流子迁移率,因而吸引了学者们的广泛关注。这类二维层状半导体材料具有良好的场效应性能,能用于高性能场效应晶体管及其光电器件的构建当中。此外,它们的柔性和透光性都特别好,可用于柔性器件领域当中,同时也为研究凝聚态物理的新现象及规律提供了一种独特的纳米材料体系。总而言之,二维过渡金属硫化物的相关研究有着重要的科学意义和广阔的应用前景。帯隙决定半导体器件工作波长,是半导体的重要参数。为了研究TMDCs在功能性光电器件中的潜在应用,获得高质量、结构多样化、以及帯隙可调二维纳米材料/结构显得尤为重要。鉴于此,本论文利用传统的化学气相沉积法,成功合成了多种单双层厚度的TMDCs（WSe2、WS2、MoS2）纳米片,且双层为AA和AB堆垛结构。在此基础上,通过精心设计可以合成横向纵向WS2/WSe2异质结构。同时,改进的传统热蒸发二维材料合成技术还可合成多种组分（带隙）可调的WS2（1-x）Se2x纳米结构,以及不同形貌的WS2/WS2（1-x）Se2x纳米结构,这些高质量、形貌丰富、且带隙可调的材料/结构的合成有力于对该类材料或结构的内在物理机制的全面了解,并且可能会在纳米电子学和光电子学中打开更广泛的应用。主要代表性的研究成果有:1.在一定温度调节下,通过传统的气相沉积法成功合成多种单、双层结构TMDCs（WSe2、WS2、MoS2）纳米片。实验所获得的双层纳米片是以AA和AB的方式堆垛,在贴近SiO2的第一层区域大小约为35微米,第二层区域约为15-20微米。在氩离子激光激发下,单层区域只有A激子发光峰,双层区域除了A激子发光峰,还出现了微弱的B激子峰,而双层WSe2纳米片还有A′激子峰。在倍频测试下,由于对称性的进一步破缺,AA堆垛的SHG信号强度比单层的强4倍左右,而AB堆垛结构纳米片上下两层完全对称,SHG信号强度为零。这种纯材料纳米片光学性能系统研究为相应异质结的合成及研究打下良好的理论基础。2.通过对WSe2的蒸发温度有效控制,分两步可成功合成WS2/WSe2横向纵向异质结构。实验中,WSe2的蒸发温度为1100-1130℃,可以成功合成大小为20微米左右的横向异质结构。光学图像显示三角形纳米片中间和边沿颜色不一致,表明横向异质结构的合成。同时通过相应的光学表征可进一步证实WS2/WSe2横向异质结的合成。WSe2的蒸发温度为1130-1170℃,可以成功合成双层WS2/WSe2纵向异质结构。微观结构表征表明纵向异质结构高结晶性,SHG信号研究证明WS2/WSe2纵向异质结构是以AA和AB两种方式堆垛而成,且WS2/WSe2纵向异质结构光学性质与堆垛方式紧密相关。同时我们可以通过有效控制纵向异质结的沉积温度,实现AA和AB堆垛纵向异质结的可控合成。这种WS2/WSe2横向纵向异质结构可控合成以及纵向异质结构的堆垛方式的可控合成为异质结构的应用提供了多种选择,在二维层状纳米材料的功能型光电器件应用中具有重要意义。3.通过对Se源蒸发温度的有效控制,我们成功合成单向组分递变WS2（1-x）Se2x纳米结构,双向组分递变WS2（1-x）Se2x合金纳米结构以及WS2与组分递变WS2（1-x）Se2x合金的横向异质结构。实验上获得的单向组分递变WS2（1-x）Se2x合金纳大小约为30微米。在532 nm激光激发下,所有组分可调纳米片只有单个光致发光峰。微观结构表征证实了纳米片的高结晶性。通过有效控制Se粉的蒸发温度,可以获得在单个纳米片上,光致发光峰从650-760 nm之间,梯度范围为30-40 nm左右任意单向组分可调纳米片。同时,将WSe2粉末取代Se粉作为Se源,可以获得全组分可调WS2（1-x）Se2x纳米片,单个纳米片上的光致发光从650 nm到760 nm连续可调。而光致发光和拉曼光谱表征及相应变化趋势充分证实了双向组分递变纳米片和异质结构的成功合成。这些组分可调的WS2（1-x）Se2x合金纳米结构将会在二维基础性研究以及功能性器件构造当中具有重要意义。4.通过调整WS2和WO3源的比例,我们成功合成六边形WS2纳米片。在此基础上,通过对Se粉的反应浓度的有效控制,成功合成六边形和三角形两种形貌的WS2/WS2（1-x）Se2x横向异质结构。生长机制模拟计算表明:在较低Se浓度条件下,合成六边形WS2/WS2（1-x）Se2x纳米片是受热力学增长控制;在较高Se浓度条件下,合成三角形WS2/WS2（1-x）Se2x纳米片的过程是非平衡态过程,受生长动力学控制。光致发光以及拉曼空间分布图清晰显示了纳米片上的组分空间分布。不同形貌WS2/WSe2xx S2（1-x）纳米片的合成在二维层状纳米材料的功能型光电器件应用当中具有重要意义,且理论计算使得我们对材料的合成具有更深刻的理解。