二维材料由于其独特的物理化学性质，对纳米光子学及光电子学的应用与发展具有重要研究价值。特别是二维材料中声子与光子耦合激发产生的声子极化激元高度局域在纳米尺度，在片上光子学的光学操控和能量传输等前沿研究领域具有极大的应用潜力。同时，光电器件制造进入纳米节点，器件应用对材料表征精度具有纳米级的要求。然而目前对声子极化激元特性分析的关键之一在于测量其干涉条纹周期，测量结果准确性依赖于仪器设备校准。因此，为实现对声子极化激元干涉条纹的精确测量，文中提出构建铬原子自溯源型光栅与二维材料的复合结构，分析金属光栅结构周期性变化对二维材料的声子极化激元耦合增强与调制作用，以及基于该原理实现对声子极化激元干涉条纹周期的精密测量。研究实现了测量干涉条纹周期为(261.01±0.34) nm的亚纳米级高精度测量，相比具有不确定度为4 nm的传统拟合测量方式具有可溯源的计量精度，同时实现了对测量仪器的亚纳米级精密校准。自溯源光栅天然溯源至基本自然常数的特性使得测量结果具备极好的准确性和可靠性，为二维材料在微纳光子学器件领域的应用提供了保障。

二硫化钼(MoS₂)作为水系锌离子电池的正极材料, 受到锌离子(Zn²⁺)与主体框架之间的强静电相互作用表现出缓慢的反应动力学。并且MoS₂的层间距较窄难以嵌入大尺寸水合Zn²⁺, 导致MoS₂电极呈现出较低的放电比容量。本研究通过一种简单的氨水辅助水热法制备了NH₄⁺扩层的二硫化钼(MoS₂-N)电极, 氨水分解产生的氨气在促进硫代乙酰胺水解和提供还原性S^2-的同时, 还会产生大量NH₄⁺作为插层离子, 将MoS₂的层间距由0.62 nm扩展至0.92 nm, 进而大大降低了Zn²⁺嵌入能垒(改性电极的电荷转移电阻R_ct低至35 Ω)。当电流密度为0.1 A·g^-1时, MoS₂-N电极的初始放电比容量相比未扩层的MoS₂电极提高了1倍, 高达149.9 mAh·g⁻¹。同时在1.0 A·g^-1电流密度下放电比容量稳定在110 mAh·g^-1左右, 循环200圈后库仑效率将近100%。本研究提出的氨水辅助扩层法, 丰富了提升MoS₂电化学性能的改性策略, 为后续的正极材料开发提供了新的思路。

我们报道了一种基于SnS₂ / InSe垂直异质结的宽带光电探测器，其光谱范围为365-965 nm。其中，InSe作为光吸收层，有效扩展了光谱范围，SnS₂作为传输层，与InSe形成异质结，促进了电子-空穴对的分离，增强了光响应。该光电探测器在 365 nm 下具有813 A/W 的响应度。并且，在965nm光照下它仍然具有371 A/W的高响应度，1.3×10⁵%的外量子效率，3.17×10¹² Jones的比探测率，以及27 ms的响应时间。该研究为高响应宽带光电探测器提供了一种新的方法。

二维材料及其异质结构由于其独特的结构和优异的光电性能，有望成为下一代光电子技术的核心材料。光生载流子的动力学性质对这些材料的光电性能具有重要的影响。本文综述了近年来对这些材料中光生载流子动力学过程的研究进展。在时域动力学方面，介绍了利用基于超快激光的瞬态吸收光谱技术所揭示的二维材料中的载流子热化、能量弛豫、激子形成、激子?激子湮灭、以及激子复合等物理过程。在空域动力学方面，讨论了利用具有高空间分辨率的瞬态吸收显微技术来研究光生载流子在二维材料平面内的输运过程。在此基础上，进一步讨论了二维材料异质结构中的电荷及能量在层间转移的过程。