随着集成电路的飞速发展,人们对更低成本、更小体积以及更低功耗的集成电路追求越来越高。二维材料因其优越的性质以及带隙可调的特点可能会成为微纳电子材料以及光电领域内的革新材料之一。二硫化钼（MoS₂）是典型的二维层状结构,其体材料禁带宽度是1.2eV。随着层数的减少,其禁带宽度逐渐增大。单层MoS₂的禁带宽度增加到1.8eV,并由间接带隙变为直接带隙。因此,单层MoS₂是制备光电子器件的良好材料。本文研究了化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition,CVD）进行MoS₂的可控制备。初步研究了二维异质结的制备。研究了基于MoS₂的场效应晶体管的制备及其传感性能研究。得到的主要结果如下:1.通过CVD法制备了不同尺寸的MoS₂。通过光学显微镜、荧光显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜、透射电子显微镜以及拉曼光谱仪对MoS₂的尺寸大小、成膜情况、结晶程度以及层状结构进行观察表征。光学显微镜、荧光显微镜都观察到了1-120μm不同尺寸的三角形MoS₂。扫描电子显微镜也验证了MoS₂单晶是三角形形状。原子力显微镜发现最薄的MoS₂厚度在0.7 nm左右,表明其为单层结构。EDS mapping分析发现Mo、S等元素在三角形内分布均匀。拉曼光谱表征发现MoS₂的两个特征峰E¹_2g和A_1g。通过改进试验装置并系统研究了各个生长参数,获得一组最优条件:生长温度750-800℃,生长时间10-15min,氩气流速为20sccm。此外,初步探索了异质结的制备。采用CVD工艺成功制备了垂直Graphene-MoS₂异质结,为探索更多优异性能的器件作了铺垫。2.通过半导体加工工艺完成了基于单个三角形MoS₂场效应晶体管制备。通过半导体参数仪测试发现该器件具有良好的FET特性,开关电流比达到10⁵量级,迁移率为1.15cm²V^-1s^-1。3.将MoS₂作为气敏材料制作成气体传感器,研究了器件对乙醇、丙酮、甲苯、氨水和乙醚等5种蒸汽的响应-恢复特性。研究发现气敏器件对乙醇和丙酮蒸汽有良好的响应,对甲苯、氨水和乙醚气体没有显著的响应,表明其具有良好的选择性。该器件具备较快的响应速度。其中,乙醇气体的响应时间为4s,丙酮的响应时间为2s。