黑磷具有独特的各向异性光电特性,制备的器件也具有较为优越的电输运特性;即,具有电子迁移率极高的石墨烯在高频器件的优势,也具有开关比特性优异于过渡金属硫化物在低功耗器件中的优势。因而,黑磷也成为二维材料中继石墨烯和过渡金属硫化物的重要发现,在纳米光电器件中具有广阔的应用前景。本文以探究二维黑磷晶体的光电特性为目的,主要围绕不同条件、不同结构的二维黑磷晶体器件的制备及电学特性展开研究,主要研究工作如下:(1)本文探索了薄层黑磷晶体的转移方法。在传统的碱溶液刻蚀转移法的基础上开发基于PMMA的湿法转移技术,避免碱溶液对二维材料的刻蚀和杂质掺杂;考虑到黑磷的水氧吸附的特殊性质,我们进一步将基于PMMA的湿法转移技术升级为基于PDMS的干法转移技术,实现了最大限度保护黑磷晶体不受水氧吸附影响而可能造成的老化现象。这一技术可从黑磷体材料上获得洁净的、晶格结构完整的黑磷二维材料,并成功的一步到位将其转移到二氧化硅基底上。(2)研究了影响黑磷场效应管电学特性的因素。通过制备和测试由不同厚度的黑磷所制备的器件,探索了器件电学特性对材料厚度的依赖;通过制备倒置黑磷场效应管,充分验证水氧吸附在器件中的掺杂作用,并证明掺杂可以通过退火去除;通过不同金属材料的功函数与材料的匹配性,阐明了金属电极在电学特性中的影响;通过制备双栅极倒置场效应管,详细对比了不同栅极位置对器件输运特性的影响。(3)研究了黑磷与硒化钼异质结器件的电学特性。通过上述器件制备方法制备出了一个集成器件,该器件可分解为一个黑磷场效应管、一个硒化钼场效应管和一个异质结器件,分别研究了这三个器件的电学特性,结果表明在异质结器件的制备过程中材料转移的顺序对异质结电学特性存在影响。本论文研究了不同材料厚度、电极、器件结构等因数对黑磷器件特性的影响,得出倒置的器件结构可以在一定程度上从源头上解决由于空气吸附所造成的黑磷退化现象,这一结论对于解决黑磷器件的不稳定性具有深远意义。