二维过渡族金属硫化物（TMDCs;e.g.,MoS₂,WS₂,WSe₂,WSe₂）因具有可调谐的半导体电子结构而展示出了许多新奇的物理、化学特性。诸多研究结果已表明,TMDCs材料在晶体管、光探测器、光伏电池等方面具有极大的应用前景。在这些材料之中,MoS₂尤其受到了最广泛的研究。随着单层MoS₂以及其他TMDCs材料相继被制备出来并投入到薄膜器件的应用中,TMDCs材料相互之间的异质结构被发现比单一TMDCs材料具有更优异的光电特性,更能满足人们对光电器件集成性和功能性的要求。实现MoS₂及其异质结的可控制备是构筑高性能集成器件的重要前提。近年来,化学气相沉积法（CVD）从众多制备方法中脱颖而出,成为了最受欢迎的二维材料生长技术。然而,由于CVD法制备MoS₂薄膜的生长机理尚处在初级阶段,基于MoS₂的异质结更是鲜有报道,因此需加大对这方面的努力。本文采用CVD法通过具体研究每一个生长条件对MoS₂及其异质结的影响成功实现了MoS₂及其异质结的可控制备。除此以外,MoS₂及其异质结器件的构建与测试结果,为其应用提供了一定的理论依据和数据支持。具体内容如下:1.采用CVD法在SiO₂/Si衬底上生长出了高质量、大面积、均匀的连续单层MoS₂薄膜。为了提高实验的重复性,本文详细地研究了生长温度、反应时间、载气流量等工艺参数对单层MoS₂薄膜生长的影响。在系列表征分析的基础上,我们对MoS₂薄膜的生成过程做了较为详细的描述,即探究了MoS₂薄膜的沉积机理。实验证明,该沉积机理对本实验条件下实现连续单层MoS₂薄膜的可控制备具有一定的指导意义。2.采用连续单层MoS₂薄膜为导电沟道,制备了单层MoS₂背栅场效应晶体管（1LMoS₂-FET）,20个1LMoS₂-FET阵列的平均迁移率为9.8 cm²V^-1s^-1,平均开关比为3.1×10⁶。通过绘制不同偏压下MoS₂与金属Ti的接触能带图,MoS₂与Ti的金半接触特性得到了比较详细的分析和讨论。3.通过两步CVD法,高质量的横向异质结MoSe₂/MoS₂成功生长在了衬底上。经表征分析,MoSe₂被发现会沿着MoS₂的边界做横向外延生长,最终在与MoS₂的边界处形成异质结,此结论为横向异质结MoSe₂/MoS₂的生长机理奠定了基础,对制备其他未知的TMDCs异质结或超晶格结构具有一定的参考价值。4.绘制并分析了横向异质结MoSe₂/MoS₂在光态及暗态下的能带图,对所测的异质结的伏安特性曲线做了比较详细的分析。分析发现,横向异质结MoSe₂/MoS₂的能带排列为Ⅱ型-staggered Gap,这种Ⅱ型能带排列使得光生电子-空穴对可以被有效的分离开来,不仅增长了光生载流子的寿命,而且抑制了界面处电子与空穴的复合。通过光照即可巧妙地对MoS₂及MoSe₂分别形成n型掺杂和p型掺杂。