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二维过渡金属硫族化合物因其丰富的电学、光学、力学、化学物理性质,受到广泛的关注。尤其是二硫化钼(MoS2),作为一种宽带隙(单层为1.8eV)、低维度的半导体材料,MoS2在低静态功耗、高开关比器件上有很好的应用,在与传统半导体工艺兼容的基础上能够有效地抑制尺寸缩小引起的短沟道效应：是一种有潜力的后硅时代材料。作为器件一个重要参数,迁移率是MoS2场效应晶体管走向应用的基本性能指标。但是目前大部分背栅场效应晶体管的室温迁移率都在10-1～101量级,远远低于理论计算极限(单层～410cm2.V-1·s-1).虽然不同课题组提出了MoS2本身载流子输运过程中可能的一些输运散射机制,但是,于MoS2载流子输运性质却没有一个较为系统的研究,也没有明确地提出可能的散射中心。基于以上分析,我们开展了关于MoS2场效应晶体管沟道电子输运性质的研究,主要研究内容如下：(1)通过传统微加工工艺手段制备了具有高开关比(～107)的背栅MoS2场效应晶体管；MoS2器件在空气中会发生近乎102量级的电导退化,这主要源于空气中02与H20化学吸附到MoS2表面,充当电子输运过程中的散射中心；一种简单的真空退火有效地恢复MoS2器件性能,并且避免了MoS2器件在测量过程中的不确定因素。(2)通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)首次直接观测到单层MoS2表面存在的本征S空位缺陷,并且在多个样品、不同位置多次重复实验统计出MoS2表面S空位缺陷密度～3.6×1013Cm-2。通过基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算S空位缺陷对单层MoS2能带结构的影响：S空位缺陷在原来MoS2的能隙中产生缺陷态,这些缺陷态上的电子密度分布不是离域的,而是局域在缺陷态为中心,半径ξ～0.60nm之内。通过对单层MoS2场效应晶体管进行变温输运性能测试,低载流子浓度下(n=1.0×1011cm-2)的高温、低温段数据与近邻跃迁模型、二维Mott变程跃迁模型有较好的吻合度；并且随着载流子浓度的增加,MoS2中电子逐渐由基于缺陷态的跃迁传输转变为扩展态传输。综上所述,MoS2场效应晶体管沟道内电子输运是由基于S空位缺陷态之间的二维变程跃迁决定；对MoS2中电子输运性质的理解有助于进一步有针对性地提高MoS2场效应晶体管的迁移率。