随着信息时代的飞速发展,大数据应用对芯片提出了更高的要求,为此国家也在“十四五”规划中明确指出:未来5年中国经济社会发展要瞄准集成电路等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。然而在后摩尔时代,集成电路的集成度和智能化程度越来越高,以硅为代表的传统半导体材料在当前环境下的使用受到限制,具有高性能的新型半导体材料的研发进程不断加快。与此同时,芯片尺寸的不断缩小,对更加先进的加工制备技术的需求也在不断增长。随着研究的深入,各类具有不同性能的新型半导体材料被不断制备出来,在这其中,低维半导体材料由于表现出独特的量子限域效应、谷旋光特性等,受到了学术界和产业界的广泛关注。目前大部分研究工作还主要停留在单组分半导体材料上,它们的物理化学性质较为单一,很难满足当前多功能、高性能集成光电子器件的实际需求。而范德瓦尔斯异质结构的出现,为低维半导体材料的实际应用提供了新思路。作为一种能结合两种甚至多种材料性能优点的制备技术,范德华异质集成技术打破了单一组分的半导体材料在使用性能上的局限性。各类材料在结合时可以不受晶格匹配的限制,可将多种具有不同特殊性能的半导体材料结合在一起,扩充现有材料体系的适用范围。这一技术有望在未来集成电路领域中发挥更大作用。本学术论文针对上述半导体材料使用受限和制备技术遇到瓶颈等问题,聚焦新型半导体材料研发和光电子器件制备技术,主要致力于二硫化钼（MoS2）、一硒化锡（SnSe）单材料及MoS2/SnSe范德瓦尔斯异质结可控合成和器件构筑,并系统研究了器件的电子、光电子性能,探索了其在新型光电子器件上的应用,研究有望对新型半导体材料研发和高性能光电器件构筑提供新思路。具体研究内容如下:1.基于化学气相沉积法,成功合成了大面积MoS2,并利用原子力显微镜、高分辨率透射电镜、拉曼光谱和光致发光光谱等系统表征了所获得材料的厚度、晶体结构、发光特性等,结果表明所获得MoS2具有高的晶体质量。同时基于所获得MoS2构筑了场效应晶体管器件,结果表明所获得MoS2表现出典型的n型半导体特性,同时兼具高场效应开关比（106）和高电子载流子迁移率（23 cm2V-1s-1）;2.通过基于对化学气相沉积过程中,蒸发源温度和样品沉积温度的精确控制,成功实现了具有四方晶格结构的二维SnSe与和具有六方晶格结构的二硒化锡（SnSe2）的选择性合成。电学测试表明,SnSe和SnSe2具有相反的掺杂类型,其中SnSe是一种p型半导体材料,其空穴载流子迁移率和开关比分别为4.8 cm2V-1s-1和1.7;而SnSe2是一种n型半导体材料,其载流子迁移率和开关比分别为0.89 cm2V-1s-1和2.5。3.基于两步化学气相沉积法,首次实现了六方MoS2/正交SnSe垂直异质p-n结的可控合成。高分辨透射电子显微镜表征表明,SnSe纳米片通过范德瓦尔斯力垂直堆垛在MoS2纳米片上,结晶质量良好。随后进一步系统研究了 p-n结的电学和光电学性质。在无光照条件下,器件表现出典型的整流特性;在光照下,器件表现出明显的光伏行为,短路电流（Isc）和光电转化率（η）分别可达67 nA和2.3%。同时异质结也表现出高的光响应度（383 A/W）,可以应用于超灵敏光电探测领域。所实现的MoS2/SnSe异质p-n结,有望为新一代电子电路的设计提供新的材料基础。