二维（2D）材料以其独特的结构带来了丰富的物理性质,同时在柔性晶体管、光电子、传感和存储设备上展现出巨大的应用潜力。随着研究的深入,二维材料在性能优化、功能扩展、结构设计以及新材料开发上取得了长足的进步。近期,二维三元Bi2O2Se半导体因为同时具备超高的电子迁移率、合适的带隙、良好的空气稳定性以及简单的制备方法等优点,迅速引起国内外研究者们的广泛关注,并在电学及光电子学领域展现出巨大的应用前景。然而,目前高质量超薄Bi2O2Se纳米片的制备仍处于初期阶段,其光电性能的研究及光电探测的应用也亟待开发。此外,虽然Bi2O2Se具有优异的可见光响应和宽光谱探测的潜力,但其弱的红外光吸收效率、大的暗电流及高的载流子浓度等缺点,也限制了其在高性能红外探测器及高光开关比、超快探测领域的进一步发展。基于此,本文主要围绕新型二维Bi2O2Se半导体及其异质结构的光电性能研究展开,第一章主要介绍新型二维Bi2O2Se近三年来的研究现状,随后3章详细对其光电性能探究及异质结调控进行论述。主要的研究内容及成果如下:（1）通过常压化学气相沉积法在云母衬底上制备了高质量的超薄Bi2O2Se正方形纳米片,其厚度可达2.4 nm,横向尺寸约为85μm,可连成亚毫米的薄膜。系统的样品表征证明气相合成及湿法转移后的Bi2O2Se纳米片具有高的结晶质量和均匀的元素分布。此外,还构筑了Bi2O2Se场效应晶体管,证明其n型半导体性质,高的室温迁移率(～10~2 cm~2V-1S-1),载流子浓度(～1018-1019 cm-3)和开关比（～10~5）等电学特性。最后重点研究了转移到硅衬底上的Bi2O2Se纳米片的光电探测性能,发现其对532 nm的光响应度可达667 A/W,探测度为4.71×1010Jone,同时还具备宽光谱检测能力,探测范围可从400 nm到1500 nm,以及较快的红外响应速度（100 ms,240 ms）等。（2）将高迁移率的二维Bi2O2Se纳米片与零维（0D）Pb Se胶体量子点复合,以改善Bi2O2Se近红外探测的能力,进一步扩宽其探测范围,制备高性能宽光谱响应的0D/2D混合维度探测器。通过简单的旋涂工艺,增强了器件的光吸收能力,不仅提高了Bi2O2Se的红外响应度,将探测范围扩宽至2μm,同时异质结界面处形成的II型能带匹配关系促进了光生载流子的快速分离,实现响应时间<4 ms的快速光响应。最后,还探究了场效应对异质结界面能带的调控作用,通过施加正栅压将光电流产生的机制由光电导效应调整为光栅效应,从而进一步将Bi2O2Se/Pb Se探测器在2μm处的红外响应度提高至10~3 A/W。（3）设计II型能带对准结构,构筑Bi2O2Se/WSe2 P-N异质结,利用内建电场来抑制Bi2O2Se本征大的暗电流,提高光开关比,改善Bi2O2Se纳米片的光电探测性能。强的层间耦合效应以及大的界面能带偏移,为Bi2O2Se/WSe2二极管提供了高的整流比（10~5）和低的反向电流(10-11A)。因此,Bi2O2Se/WSe2 2D/2D范德华异质结极大地提高了探测器的光开关比（618）,并表现出超快的响应速度（2.6μs）,宽的光谱探测能力（365～2000 nm）以及高的异质结响应度（638 m A/W）。不仅如此,在Bi2O2Se/WSe2异质结中还实现了自驱动光电探测,在不加任何偏压的情况下光开关比高达10~5,响应度为284 m A/W。最后,对整个工作进行全文总结,并对未来的研究进行展望。