由于二维材料在某些方面拥有优异的物理和化学性能,近些年在光电、能源、化学催化和固态电子器件等领域扮演着越来越重的角色。科学家们经过不断地探索,正努力将二维材料运用到具体的器件和实际应用中以发挥其最大效用。然而,二维材料的形貌表征分析方法还需要进一步改善,一些二维材料的电荷传输性质还没有得到透彻的研究,以及制备一些小尺寸纳米薄膜器件的方法还需探索。因此,本文针对这三个方面分别开展了相应的研究工作。第一个工作是关于如何精确表征二维材料的形貌特征（比如厚度、褶皱等）的方法研究。这里使用了原子力显微镜来表征不同类型、不同厚度、不同合成方法、不同制备手段的二维材料的形貌,通过处理和分析基于原子力显微镜形貌图的直方高度图,从统计学上直观确定二维材料的厚度。精确表征二维材料的厚度对于研究二维材料的其他性质如介电常数十分重要,同时此方法为精确测定各种其它超薄纳米薄膜厚度提供了很好的解决方案。第二个工作是研究化学气相沉积生长的二维材料多层六方氮化硼的电荷传输性能。通过标准的湿法转移方法将生长在铜箔上的六方氮化硼转移到重掺杂的p型硅片上,然后透过激光雕刻遮罩掩模板直接沉积金属得到上电极完成样品制备。接着用椭偏仪、原子力显微镜和连接有半导体参数分析仪的探针台对器件进行形貌及电学性能进行测试表征,并在不同的温度下（25℃,75℃,125℃和175℃）获得其电压-电流曲线。用不同的电荷传输机制方程式来拟合实验数据,得出最符合六方氮化硼电荷传输机制的是声子辅助隧穿模型,同时计算出六方氮化硼的热阱能量Wt和光阱能量Wopt分别为0.22eV和0.44eV,此外通过密度泛函理论确定了六方氮化硼中的硼空位和硼-氮双空位分别与电荷传输过程中的电子陷阱和空穴陷阱有关,计算出了硼空位和硼-氮双空位的空穴陷阱能分别为0.2 eV和0.3 eV。了解六方氮化硼中的电荷传输机制对于制造基于六方氮化硼的固态微电子器件至关重要。第三个工作探讨了两种制备纳米介电薄膜小尺寸器件的方法。一是通过两次光刻并辅以等离子刻蚀将最终器件的有效尺寸缩小到3 μm,同时又能够使用探针台对其进行测试,此制备方法能够研究那些无法使用湿法转移制备的纳米薄膜器件（比如分子束外延生长的薄膜材料）。二是通过原子力显微镜的金刚石探针对材料表面进行物理刻蚀从而得到几百纳米见方的有效器件尺寸。最终的器件电学测试结果都证明了这两种方法的有效性。这两种制备方法可适用于实验室中对绝大多数纳米介电薄膜器件的制备,对于科研人员探究纳米介电薄膜在小尺度下的电学性质具有重要的意义。