随着信息化时代的高速发展，对微电子器件中光电材料的选择、新功能的开发提出了更高的要求。传统光电器件大多利用半导体材料在光照下电导率增加的正光电导性效应进行功能化设计。近年来，研究发现还存在另一种反常的光电导效应——负光电导（Negative photoconductivity，NPC），即在光照条件下电导率降低，由于其在光电探测、逻辑器件、神经形态器件、低功耗非易失性存储器方面的潜在应用而备受关注。NPC的产生机制一般包括载流子的俘获效应、表面分子的吸附-解吸、表面等离子体极化激元和局域表面等离子体共振、光辐射热效应等。本文详细讨论了不同光电器件中NPC产生的物理机制，分析了材料选择、器件结构设计、能带结构变化对不同异质结器件中NPC效应的影响，概括了光电器件中负光电导效应的实际应用，这为光电器件的性能优化和新型光电器件设计提供了重要参考，为未来异质结光电信息器件实现尺寸更小、光导增益更高、速率更快、功耗更低奠定了科学基础。

Two-dimensional (2D) WSe₂ has received increasing attention due to its unique optical properties and bipolar behavior. Several WSe₂-based heterojunctions exhibit bidirectional rectification characteristics, but most devices have a lower rectification ratio. In this work, the Bi₂O₂Se/WSe₂ heterojunction prepared by us has a type Ⅱ band alignment, which can vastly suppress the channel current through the interface barrier so that the Bi₂O₂Se/WSe₂ heterojunction device has a large rectification ratio of about 10⁵. Meanwhile, under different gate voltage modulation, the current on/off ratio of the device changes by nearly five orders of magnitude, and the maximum current on/off ratio is expected to be achieved 10⁶. The photocurrent measurement reveals the behavior of recombination and space charge confinement, further verifying the bidirectional rectification behavior of heterojunctions, and it also exhibits excellent performance in light response. In the future, Bi₂O₂Se/WSe₂ heterojunction field-effect transistors have great potential to reduce the volume of integrated circuits as a bidirectional controlled switching device.

中波长红外（Mid-wavelength infrared，MWIR）光电器件可用于热成像、光通信和气体传感等多个领域。二维黑磷（Black phosphorus，BP）在中波长红外范围显示出独特的优点，其所有厚度下都具有直接带隙和高迁移率的特点使其在中红外光电器件应用方面具有很大的潜力。由于皱褶的晶格结构，黑磷有较强的面内各向异性，可应用于线偏振光电器件。此外，黑磷通过掺杂、应力调控和异质堆叠等多种方式可以实现室温下中红外波段范围内的各种功能性光电器件。本文综述了黑磷的晶体和能带结构及其各向异性的光学性质，并结合近年来在偏振方向敏感的光电探测器和光谱可调控等功能性光电器件方面的应用研究进展，总结了该材料在实际应用中的主要优势和面临的重要问题。最后对二维黑磷在中红外光电器件应用领域的发展趋势进行了展望。

石墨烯和其他二维材料凭借其自身独特的物理和化学性能，引起了科学和工程领域的广泛关注。探索新型二维材料体系并扩展其应用范围是研究人员的热点研究内容。其中，第五主族单元素二维烯（二维磷烯、二维砷烯、二维锑烯、二维铋烯）具有较窄的且可调节的能带宽度、高的载流子迁移率、良好的透光性和优异的光电子学性能，成为二维材料及其在光电子应用领域的新的研究对象。鉴于此方面，从基本物理结构、材料的制备方法和在光电子方面的应用深入分析二维铋烯的相关理论以及实验研究的工作进展。在材料的可控制备方面，重点围绕二维铋烯的电化学剥离法展开相应论述。最后讨论了二维铋烯在光电子学应用领域的现状，包括在超快光电子学器件的应用，并且对二维铋烯未来的发展进行了展望。

为了探究二维材料在片上可调有源光学器件领域的应用潜力，通过干法转印将由机械剥离法得到的高品质单层二硒化钼转移到正面涂有150 nm厚聚甲基丙烯酸甲酯的双轴压电陶瓷上，制作出可应力调控发光性质的单层二硒化钼光源.对双轴压电陶瓷施加驱动电压，使电信号转化为应力信号，观察低温下（~5 K）二硒化钼光致发光光谱中本征激子态、带电激子态信号峰随应力变化的规律.结果表明：在应力由拉伸应力转变为压应力并逐渐增大的过程中，本征激子态、带电激子态信号峰分别出现了~3.8 meV、~3.7 meV的波长蓝移.增大压应力、拉伸应力都会导致本征激子态、带电激子态信号峰光强线性降低.同时，与泵浦光圆极化相关的圆偏振度也随应力变化表现出规律性改变.此项研究证明了应力调控与单层二硒化钼光学性质之间的紧密关系，为开发各类基于二维材料的片上可调有源光学器件提供支持.