石墨烯由于其优异的光电性能,已经被证明是一个很具有吸引力的可以替代传统半导体的材料,并且已被应用在各个方面,尤其是在光电探测领域。石墨烯光电探测器可以将宽光谱的光（紫外光到太赫兹）转换成电信号,这一范围是任何传统光电探测器所无法比拟的。然而,响应率低是石墨烯光电探测器的一个显著缺点,这是因为石墨烯具有零带隙结构和具有低的光吸收率（2.3%）。本文主要研究了石墨烯-黑磷异质结、二硫化钼-二硫化钨异质结和石墨烯-碳化钼异质结光电探测器,从而可以实现宽波长的检测、高响应率等,解决纯石墨烯光电探测器响应率低、暗电流大等缺点。1.宽波段高响应率石墨烯一黑磷异质结光电探测器这里我们阐述了一个石墨烯-黑磷异质结光电探测器,它在通讯1550 nm波段具有长时间的稳定性和超高的响应率。在我们的器件结构中,顶层的石墨烯不仅作为一个绝缘层,还作为一个有效的传输层。在光照下,光生的电子-空穴对在黑磷中产生并且分离注入石墨烯中,有效的减少了黑磷和金属电极之间的势垒,促进了电流的有效产生。石墨烯-黑磷异质结光电探测器在1550 nm通讯波段表现出了非常好的稳定性,并且具有超高的响应率(3.3×10³AW^-1)、光生增益（1.13×109）,和4 ms的上升时间。考虑到黑磷的带隙随着层数的变化而变化,这种材料在近红外区域波段有着非常潜在的应用。2.基于化学气相沉积法生长的二硫化钼-二硫化钨垂直结构光电探测器这章我们展示了几层的二硫化钨、二硫化钼和它们的垂直异质结阵列的热还原硫化过程。在这种方法中,一个两步化学气相沉积法用来有效地防止过渡金属硫化物在不可预测的方式下气相混合,从而能够提供一个二硫化钼和二硫化钨的良好接触。因此,大规模的少层的二硫化钼、二硫化钨以及它们的异质结阵列可以根据需求生产相应的大小和密度。基于二硫化钼-二硫化钨异质结光电探测器可以在450nm得到一个2.3 AW^-1的高响应率。使用二硫化钼-二硫化钨制备的柔性器件也具有很好的信噪比。3.石墨烯-碳化钼异质结光电探测器过渡金属碳化物是一族既结合了金属性能,又结合了陶瓷性能的材料,有着优异的性能和应用。高质量的二维过渡金属碳化物对于研究新的二维光电探测器的性能是不可或缺的。同样是为了改善石墨烯光电探测器的低响应率的特点,我们利用碳化钼和石墨烯构建异质结。碳化钼具有超导特性,从而石墨烯-碳化钼异质结光电探测器可以具有很高的光响应率,并且可实现从可见光到近红外的探测。