二维过渡金属硫化物材料因其超薄的厚度和独特的光电性质而受到广泛关注。由于二维过渡金属硫化物材料的高载流子迁移率和超薄特性,它们可以用于制造高性能、低功耗的便携式设备。单层WSe2作为二维过渡金属硫化物材料的一员,具有较高的光致发光（PL）量子产率,高空穴迁移率,高开关比和良好的稳定性。因此单层WSe2可用于设计各种稳定的光电器件和制造多种范德瓦尔斯异质结。此外,激子相关过程在二维过渡金属硫化物的光电应用中发挥着重要作用。然而到目前为止,从瞬态实验的角度对WSe2层的电子结构演化和激子能量弛豫过程的比较性研究还很少。在本论文中,我们通过飞秒泵浦-探测系统,从瞬态实验的角度系统的研究了内部及外部因素对WSe2层中各激子动力学的影响。内部因素包括WSe2本身层数变化,外部因素包括化学修饰以及与其他二维材料形成异质结等。具体研究内容如下:1.有机强酸处理后的单层WSe2具有高的光致发光量子产率、迁移率并表现出良好的稳定性。然而,关于有机强酸处理对单层WSe2激子动力学过程影响的报道还很少。我们利用飞秒泵浦-探测系统获得的宽频瞬态吸收（TA）光谱,确定了单层和体WSe2中之前有争议的A’和C激子的动力学。此外,我们还观察到有机强酸处理后的单层WSe2中价带最大值的两个自旋劈裂态之间的空穴弛豫过程。我们发现有机强酸对单层WSe2的处理并没有改变激子态的峰位。但激子态的振子强度的增强,会使这些漂白峰强度显著增加,对应于更强的稳态光致发光。这可能与有机强酸处理过程中缺陷修复效应引起的应力释放有关。这为研究二维层状半导体的激子动力学提供了一个有用的方法。2.WSe2薄膜的激子态对层数展示出依赖特性。我们利用飞秒泵浦-探测系统分别对单层、双层、三层和体WSe2进行激发和探测,从瞬态实验的角度研究了不同层数的WSe2样品的电子结构演化、激子能量弛豫过程和功率依赖光谱特性。利用400～800 nm的宽频探针脉冲测量样品在不同探测时间的TA光谱,记录激子基态漂白（GSB）信号的光谱演化。随着层数的增长,量子限域效应的减弱,库仑屏蔽效应的增强,以及奇数层和偶数层的过渡金属硫化物不同的层间相互作用共同作用于WSe2的激子共振态,使得WSe2样品中A、A’和C激子的GSB峰发生红移,B激子的GSB峰基本不发生位移。此外,我们从热激子的角度研究了WSe2样品中的A激子能量转移动力学。使用高能量激发时,A激子的能量弛豫动力学分为三个过程:热激子形成、热激子冷却和激子复合。其中,激子复合过程包括激子-激子湮灭和冷却激子的复合。这为研究二维过渡金属硫化物中的热激子相关过程提供了一个深入的视角。3.为了了解单层和少层过渡金属硫化物材料自旋动力学的共性和差异,实现基于过渡金属硫化物材料的新型自旋电子器件,有必要对其自旋产生和弛豫的超快动力学进行全面的研究。我们用圆偏振超快光谱分别研究了单层WSe2和WSe2/石墨烯异质结的激子自旋自由度的退极化动力学,提出了相应的谷去极化机制来描述相干/碰撞自旋弛豫动力学的关键物理过程,并进一步研究了石墨烯对单层WSe2的A激子的自旋/谷极化动力学的影响。我们发现,石墨烯通过萃取WSe2中的电子,影响了WSe2中三子态的形成,并进一步影响单层WSe2/石墨烯异质结的A激子的谷退极化过程。单层WSe2和单层WSe2/石墨烯异质结中A’激子和B激子都会出现负的自旋/谷极化度。我们认为导致这一现象的原因可能有以下两种:一是双光子吸收以及受激玻色散射;二是A和B/A’激子之间都存在有效的类Dexter谷间耦合。其中,前者起主导作用。4.由于两层WSe2提供了一个额外的层自由度,通过进一步探测两层WSe2和两层WSe2/石墨烯异质结,研究了层间相互作用对WSe2以及WSe2/石墨烯异质结激子自旋自由度的退极化动力学的影响。研究表明层间转移对A激子退极化的贡献相对较小,因此双分子层可以看作是两个弱相互作用的单分子层。但由于双分子层的介电屏蔽效应比单分子层的大,使得谷间耦合减弱。这些结果对于理解层状过渡金属硫化物材料的超快自旋积累和弛豫过程具有重要意义。