硒化镓是一种层状二维晶体材料,与石墨烯、二硫化钼类似,也具有二维材料特有的的力学、光学、电学特性。硒化镓的热效应、形变特性、光电特性以及机电特性在光电纳米器件、集成电路、逻辑电路、人工智能及可穿戴装置等领域有着重要的应用价值。基于此,本论文围绕硒化镓二维材料,在制备、表征、热学、电学、光学、光电以及机电等方面作了系统性地研究,主要内容如下:（1）硒化镓纳米片的制备、热学特性以气体传感特性研究。通过微机械力剥离法制备出不同厚度硒化镓纳米片,使用光学显微镜、原子力显微镜、以及拉曼光谱表征,利用峰位的移动与面外振动模式的峰强比值的降低,探索一种快速有效表征硒化镓的厚度的方法;同时,通过对其变温拉曼特性的研究发现,单层硒化镓拉曼峰面外振动模式的一阶温度系数是体材料的两倍,说明单层结构硒化镓材料易受到温度的影响;最后,通过探测氨气对硒化镓纳米片的影响,发现实验测定的氨气的最小浓度检测极限为4ppm,相比于其它二维纳米材料具有更高的传感灵敏度,对于未来硒化镓纳米片在电子器件的制备与应用有着重要的指导意义。（2）形变诱导硒化镓纳米片可调谐光致荧光特性研究。我们发现,在室温下,硒化镓带隙的形变调谐率为40me V/1%,重要的是,激子从硒化镓平坦区域和皱褶的内周两侧移动,并且在硒化镓皱褶的表面集中,大约在应变率为1%时激发荧光强度增强了3倍,从而说明硒化镓纳米片可以通过简易的机械操控,实现连续、有效地光电特性调控,未来有望在可调谐能量收集、转换和柔性光电机械应用方面有着重要的应用。（3）形变与平坦的硒化镓纳米片激发荧光的温度依赖性研究。随着温度的升高,来自皱褶与平坦位置的荧光分别向低能量移动。但对于平坦的情况,荧光能带在163-283K范围内的斜率约为0.36me V/K,小于皱褶处的斜率（0.5me V/K）。实验说明,升温期间褶皱硒化镓薄片的受到热膨胀会引起微小形变,从而加速主荧光峰位向低能量移动;此外,对于皱褶情况,在低温下除了主荧光P_Ⅰ与P_Ⅱ峰之外,我们还观测到三个新的激子态P_Ⅲ、P_Ⅳ、P_Ⅴ,且发光强度对温度变化有很强依赖性,这些荧光峰都归属于束缚激子态发光。这些发现为调谐硒化镓纳米片材料带隙结构方面开辟了新的路线,对于未来的光电器件设计有着重要的意义。（4）弹性应变下硒化镓纳米片的光电特性研究。实验发现硒化镓纳米片的压电效应非常强,可以直接通过机械应变调控光电性能,同时实现荧光增强与调节,荧光强度随应变的大小线性增加,并且在0.3%的应变下实现3倍增强。此外,随应力增大,导电性和光电流的大幅增加。值得注意的是,通过机械形变调控硒化镓器件,可以获得比平坦时增强240倍电流的增强因子,这种大的增强归因于由弹性应变梯度引起的局部激发电子电势,驱动电子向皱纹的外表面移动,从而说明,硒化镓纳米片在柔性纳米器件和光电子学的方面有着重要潜在应用。（5）通过实验研究单层过渡金属硫化物MX₂二维材料,二硫化钨、二硫化钼与银纳米颗粒的表面增强拉曼特性及相应的热学特性。首先,通过研究不同厚度银纳米颗粒薄膜与MX₂二维材料的拉曼光谱,我们发现二维纳米材料相应的振动模式与纳米颗粒分布的疏密程度相关。由于银纳米颗粒有很强表面等离激元,从而导致了二维纳米材料拉曼光谱的增强,MX₂和银纳米颗粒之间等离子体场的增强耦合导致拉曼活性振动模式的分裂以及肩膀峰的出现,肩膀峰的强度随着银纳米颗粒薄膜的厚度线性增加,表明表面增强拉曼可以定量测量MX₂二维材料局部应变。最后,通过温度拉曼光谱特性研究,表明单层MX₂二维材料的热稳定性和热导率可以通过修饰的金属纳米颗粒来调节,为未来在电子、光电子以及集成电路等应用方面有着重要的意义。