由于短沟道效应,硅基半导体器件的发展即将接近预测的5nm极限尺寸。石墨烯的发现引起了新型二维层状材料的研究热潮。因为二维材料具有均一的原子级别厚度、表面无悬挂键、高迁移率和低漏电流等特性,所以他们具有代替硅,成为下一代纳米电子器件的潜力,这也为延续摩尔定律提供了新方向。石墨烯具有高迁移率和跨导等特点,所以被应用于射频模拟晶体管,其截止频率可达数百千兆赫兹。但石墨烯缺乏带隙从而无法实现低的静态电流,这大大限制了它在数字逻辑电路场效应晶体管中的应用。而最近研究的新型二维层状半导体材料,过渡金属硫族化合物（Transition metal dichalcogenides,TMDCs）具有¹.0-2.0eV的带隙,且带隙宽度可以通过控制材料层数来调节。基于二维TMDCs的晶体管具有高开关比、低亚阈值摆幅（Subthreshold swing,SS）、高迁移率和低漏电流等特点,但它们通常只具有其本征的运输行为。基本功能器件,如二极管和逻辑反相器都依赖于同一半导体上不同的p、n型运输特性。而以报道的调控二维半导体材料载流子的修饰方法都是比较复杂且成本高昂。因此,本文中提出两种简单、可控的修饰方法。第一种方法是在150度低温下进行空气退火,可以引起少层碲化钼（Molybdenum ditelluride,MoTe₂）的载流子极性从n型到p型的连续、有效的调控。空穴迁移率能从0.1提高到28cm²V^-1s^-1,体现了一种强空穴运输行为。基于这一调控特性,我们制备了MoTe₂互补型反相器,其增益高达108,这是所有基于MoTe₂材料制备的反相器中参数最高的。此外,这种处理方法使MoTe₂的吸收光谱向长波方向展宽,说明MoTe₂的禁带变窄。第二种方法是在空气下利用532nm激光对器件局部进行短时间照射。这种可控的局部处理方法也可以引起对多层MoTe₂的连续p掺杂效应,使基于二氧化硅（SiO₂）介电层的晶体管的SS从34降到1.1V/dec。其SS性能提高了近30倍,而电子迁移率略有上升,这表明该方法可以有效提高电子器件性能。基于这一局部p掺杂特性,我们成功制备了MoTe₂互补型反相器,其增益高达242,这是所有关于反相器研究报道中最高的。此外,我们改变激光束扫描条件使单一MoTe₂晶体管产生了明显的负跨导（Negative transconductance,NTC）特性,并基于这一特性,成功设计、制备了具有倍频性能的功能电路。在本研究中,我们提出了两种用来连续调控MoTe₂电学性质的简单且易实现的方法,其中激光束扫描法更是具有可控性。利用这一方法,我们可以制备基于SiO₂介电层高性能的晶体管,基于单一MoTe₂晶体管的倍频器和基于单一MoTe₂薄片的超高增益性能的反相器。因此,本文的研究为更简化和更高集成密度的集成电路发展铺平了道路。