集成光電子技術在商業應用已經取得重大進展，但是現有技術都在不斷逼近理論極限，如何引入新材料實現新型片上光場調控從而産生颠覆性的突破，将是滿足未來光計算、光通信、光感知等應用需求的關鍵。硫基材料，又稱硫系玻璃材料，主要指的是含有硫、硒、碲等硫族元素的化合物，不僅具有非常優異的非線性光學特性以及極佳的微納加工特性，并且能夠集成在現有矽基、III-V光電子平台并通過同新型納米光電材料實現功能拓展。二維材料，由于其獨特的少層甚至單層原子結構，具有包括發光、光調控、光探測等各種優異的光電特性，非常适合下一代高性能光電子器件的研發。在這個報告中，我們将着重介紹當前研究中如何利用這些新材料的特性，通過構建人工微納結構操控光場，增強多物理量場間的相互作用，去如何轉換光熱效應提高氣體傳感器檢測靈敏度到單分子級别，如何折疊光程在芯片尺度實現台式光譜儀的分辨精度，如何增強光聲相互作用實現微波信号光頻域的加載和處理，如何構建光學神經突觸去加速神經網絡深度學習計算，如何通過波前的調控實現紅外成像系統輕薄化。通過同新型納米材料的集成，集成光電子技術也将能具備更多優勢功能，從而滿足未來光電子技術發展需要。