以石墨烯为代表的二维材料被人们制备出来以后,由于其在低维度尺度上具有优于传统材料的性能,使得其在半导体行业产生非常广泛的应用场景。二维材料的种类多种多样,比较常见有石墨烯、六方氮化硼,也有比较新颖的过渡金属硫族化合物和拓扑绝缘体等。以石墨烯为例,其拓展了在光电子器件、化学传感器、高性能电池以及在材料学中大量的应用。二维材料Bi2Se3是一类理想的强拓扑绝缘体,它是一种典型的晶体,体能隙为0.3 eV,具有很高的热电系数。相较于其他二维材料,Bi2Se3最大的特点是拥有一个位于体能隙之中的费米能级,在其表面有一个Dirac表面态,其各种性质十分接近人们追寻的理想拓扑绝缘体材料。Bi2Se3具有如此多优良光学与电学性质,让其在半导体探测器和自旋量子器件等方面非常大的发展空间。本文的工作内容主要包涵以下几方面:一、使用气相沉积法,通过控制实验过程中的生长温度、生长区域和载气流速等参数,对Bi2Se3的生长条件进行了系统的研究。对实验结果从两个不同侧重面进行了验证,在刚性Si O2/Si基底和柔性PI基底上分别制备出了大面积高质量的Bi2Se3薄膜和单晶,并通过各种表征手段对其形貌进行了分析研究,验证结果符合预期,实现了二维材料Bi2Se3的可控制备。二、将不同基底上生长得到的Bi2Se3薄膜作为沟道材料,使用Ag作为电极,分别构建了基于Bi2Se3材料的刚性和柔性二维薄膜光电探测器。并对探测器的相关性能进行了测试和表征。通过对实验数据的分析,证实了基于Bi2Se3薄膜的光电探测器具有良好的光响应特性,在可见光波段和红外波段均具有良好的光谱响应能力;此外该探测器还被发现具有自供能光探测器的特性,更具备柔性光探测器最为重要的柔韧性、稳定性和抗疲劳特性,使其在未来可穿戴设备等应用领域具有很大潜力。