随着大规模集成电路工艺的发展,微电子器件的尺寸逐渐减小,以硅、锗系为代表的传统半导体材料将达到性能极限,因此必须寻找新的半导体材料来代替。二维纳米材料具有独特的电学性能,能够支持自由电子超高速流动。作为二维纳米材料中的一员,二硫化钼(MoS2)具有与石墨烯相类似的载流子迁移率、较大的开关比、低功耗、层状结构等特点,而且单层二硫化钼具有约1.8 eV的直接带隙。因此,二硫化钼非常有潜力应用于微电子领域。在本文中我们利用激光分子束外延设备(LMBE)在二氧化硅和三氧化二铝基片上制备了 MoS2薄膜。同时,系统地研究了沉积条件对于薄膜微结构、厚度以及光学特性的影响,优化了薄膜的制备参数。最后利用集成电路加工工艺在Si02/Si基片上制备出了背栅型二硫化钼场效应晶体管并对其电学和光电特性进行了测试。主要工作成果如下:(1)研究了沉积条件(激光脉冲次数、脉冲频率、脉冲能量等)对二硫化钼薄膜的表面形貌、薄膜厚度、结晶质量的影响。结果表明二硫化钼薄膜均为热力学稳定的2H-MoS2,同时S的含量少于Mo的含量,而且有氧空位存在;当激光能量在100 mJ时,频率在6 Hz时薄膜质量最好;当激光脉冲能量为50 mJ时,大约1200脉冲能沉积一个单层的MoS2薄膜;(2)探究了衬底温度对单层MoS2薄膜微结构与光学性能的影响。结果表明在800℃的温度下,MoS2薄膜具有最好的表面形貌、结晶质量、光学与发光特性;(3)利用集成电路加工工艺制备出了背栅型二硫化钼场效应晶体管。测试结果表明器件的电子迁移率约为4.63 cm2/V-1S-1;而且器件具有良好的光电特性,光电流与光照强度之间成线性关系,光响应度约为0.06 mAW-1。