由于单分子层MoS₂薄膜的独特原子结构、能谷自旋特性和优异光电性能,可用于制作高开关比微电子器件和可见光波段光电器件。然而,单分子层的低吸收系数和缺陷影响了其发光效率和光电性能。稀土具有丰富电子能级,如采用稀土掺杂,可提高其光吸收率和发光效率,使其可用于制备高效光电器件。本文使用化学气相沉积法生长单分子层MoS₂薄膜,使用MoO₃和S粉为合成原材料,氩气为载气,在SiO₂/Si衬底上生长单分子层MoS₂,研究其生长过程并得到MoS₂生长合适的反应条件。然后,在上述的生长过程中加入LuCl₃（或ErCl₃）,在Na Cl熔盐辅助下,在SiO₂/Si衬底上720℃生长得到较大尺寸（80-100μm）掺杂稀土单分子层MoS₂。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、拉曼光谱和原子力显微镜分析了样品表面形貌和厚度,证实其为单分子层MoS₂。能量色散X射线光谱分析表明所得薄膜中含掺杂稀土元素,高分辨透射电子显微镜测得掺杂Lu的薄膜晶格常数相较于正常MoS₂薄膜晶格常数有轻微收缩,X射线光电子能谱分析得到1.3 e V化学位移改变。相比纯MoS₂薄膜,稀土掺杂MoS₂薄膜拉曼光谱有1 cm^-1拉曼位移,同时其荧光强度有非常明显提高,最高能达10倍以上。综上所述,稀土已成功进入MoS₂薄膜之中。此外,发现其瞬态吸收谱强度有轻微提高,能级寿命有明显改变,可能是掺杂稀土导致的晶格收缩提高了MoS₂薄膜结晶质量,从而提高了其发光效率。本工作通过稀土掺杂大幅提高了MoS₂薄膜发光性能,对进一步研究MoS₂薄膜光电器件具有重要意义。