石墨烯是一种新型的二维纳米材料，具有超高的载流子迁移率和优异的导电性和导热性。此外石墨烯还具有透过率高、柔性好和比表面积大等优势，因此石墨烯在电子器件、传感器、催化应用和能量存储等方面均表现出良好的应用前景。　　石墨烯为零带隙能带结构，因此其开关比低，限制了其在逻辑电路中的应用。层状过渡金属硫族化合物是一类与石墨烯结构相似，但具有丰富带隙的二维材料，在电子和光电子领域展示出独特的优势。柔性电子器件与传统器件相比，具有质量更轻薄，延展性更好的特点，因此在便携性、灵活性、对应用条件的适应性和人体舒适度等方面具有极大的优势。近年来，基于二维材料的柔性电子器件引起了广泛的研究兴趣。本文通过化学气相沉积法制备了一系列基于二维材料的新型杂化薄膜，系统研究了该类复合薄膜的形成机制及其在柔性电子器件中的应用，如透明导电电极、光电传感等。　　本论文的主要研究工作如下:　　1.大面积图案化石墨烯的可控制备。首次以电化学剥离石墨片为碳源，利用化学气相沉积法一步合成了大面积、图案化的石墨烯。通过设计对照实验并结合第一原理计算分析了图案化石墨烯的形成机制。该石墨烯具有良好的力学柔性和导电性，在透明电极中显示了良好的应用。　　2.利用多壁碳纳米管为碳源制备碳纳米管/石墨烯。首次以多壁碳纳米管为碳源和模板，合成了碳纳米管/石墨烯杂化薄膜，并研究了该复合薄膜的形成机制。复合薄膜较单纯石墨烯和单纯碳纳米管薄膜显示了更好的力学强度和导电性。　　3.大面积、无缝连接柔性半导体器件阵列的制备及其光电检测。利用图形化碳纳米管薄膜为模板，通过化学气相沉积法制备了一系列无缝连接半导体柔性器件。该器件中二维半导体材料(MoS2,WS2或MoSe2)为沟道，碳纳米管/半导体复合膜为电极。该器件较金属电极器件具有更好的力学柔性，在弯曲应变为1.8％时，电学性能保持稳定。此外，半导体沟道与碳纳米管/半导体电极之间功函数匹配，形成欧姆接触，大大降低了电极与沟道之间的接触电阻。因此，所得器件具有更好的光电转换性能，光响应度较金属电极器件提高了14-50倍。基于该器件阵列的超柔性光电传感器在图像再现等方面显示了良好的应用。　　4.石墨烯-二硫化钼异质结光电传感器的构筑及其性能检测。通过化学气相沉积法结合辅助转移法构筑由无缝连接石墨烯器件和二硫化钼半导体材料组成的石墨烯与二硫化钼异质结。该器件兼具石墨烯的高电子迁移率和高导电性以及二硫化钼的光电效应，光响应度较单纯二硫化钼器件具有明显提升。