石墨烯掀起了二维材料研究的一个时代。作为后起之秀的二硫化钼,近年来也逐步引起了科研工作者的极大关注。将二者结合组成的异质结构可以对材料的物理特性进行优势互补,拓宽了这两种材料在微纳电子以及光电子等领域的应用。目前,对于这类二维异质结构的制备控制和性能研究等方面都仍在起步阶段,还有很多问题需要探讨和研究。本论文着眼于二硫化钼在石墨类衬底上的外延生长和结构特性,研究其生长初期的成核和结晶特点,进一步控制实验条件,得到满覆盖度的二硫化钼/石墨烯/氧化锌异质结构,并分析其结构特性和光学性能。论文主要的研究结果如下:首先,利用自行搭建的真空系统,以石墨类材料作为衬底,采用真空外延的方法进行二硫化钼生长。基于实验参数的逐步探究,掌握了优化的生长条件,得到质量较高的单层二硫化钼。通过扫描电镜、拉曼光谱和扫描隧道显微镜等表征手段,研究二硫化钼在石墨表面上的初期生长特性。观察发现,二硫化钼优先在石墨台阶边缘集中成核,形成单层的三角形状晶体,而且严格地依照石墨衬底的晶格方向进行外延生长。基于实验观察结果,建立了二硫化钼/石墨异质结构模型,采用第一性原理计算对其结构和电子特性进行分析。结果表明,体系呈现出半金属特性,而界面处较弱的相互作用使得二硫化钼和石墨都较好地保持了各自原有的电子结构性质。另一方面,我们基于氧化锌单晶基底,采用机械转移以及外延生长的方式成功地制备了石墨烯和二硫化钼的异质结构,并利用拉曼光谱分析阐释其结构特性以及层间作用关系。进一步通过光致发光测试,探讨异质结构对材料光学性质的影响,发现利用石墨烯的等离子体效应和二硫化钼对体系层间电荷调控,有助于在材料界面处形成激子共振耦合,可以有效地增强氧化锌的紫外发光。研究结果为石墨烯和二硫化钼等二维材料以及氧化锌等发光材料的功能拓展和性能提升方面提供了科学数据。