随着集成电路产业的发展,器件尺寸按摩尔定律不断缩小,最终遭遇瓶颈。与此同时二维超薄纳米材料的兴起为突破这一瓶颈提供了新的契机。作为二维超薄纳米材料中的典型一员,二硒化钼凭借其优异的特性在多个领域中展现出巨大的应用潜力,近年来逐渐成为研究的热点。要想实现二硒化钼的实际应用,制备出大面积、高质量二硒化钼薄膜是前提;对其生长机理的研究以期反过来指导二硒化钼的制备是保障;对二硒化钼场效应特性的充分研究以期为未来实际应用打下基础是关键。本文针对这三个方面进行探索和和研究,具体内容如下:1、大面积、高质量可控MoSe₂生长的研究。采用CVD方法探索了大面积、高质量可控生长MoSe₂薄膜的可能性,重点研究了CVD过程中气流量和H₂含量两个工艺参数对MoSe₂薄膜生长过程的影响规律,通过调节气流量和H₂含量获得了不同层数和不同形状、不同边缘结构的MoSe₂薄膜。多种表征手段的共同应用证明了所制备样品具有均匀的表面、合理的化学计量比和良好的结晶质量。这对于后续突破大面积、高质量二硒化钼的可控生长及相关过渡金属硫族化合物有一定的借鉴意义。2、CVD-MoSe₂生长机理的探索。结合实验结果对CVD-MoSe₂的生长机理进行了深入探索。实验中气流量的变化对MoSe₂层数和尺寸的影响分别是由气流量对反应中气态MoSe₂分压P_MoSe2的影响和对反应中成核密度的影响所造成的。而H₂含量的变化对于MoSe₂薄膜形状的影响则是由于不同H₂含量下两种终止边界Mo-zz和Se-zz的生长速率不同导致的。实验中提出的生长机理和模型为后续二硒化钼和类似过渡金属硫族化合物生长过程的解释打下了基础,具有一定的理论价值。3、MoSe₂场效应特性的研究。通过传统微纳加工技术对制备出的MoSe₂样品进行背栅结构场效应晶体管的设计和构建,深入研究了二硒化钼的场效应特性并对其产生原因进行了初步探索。实验获得的单层MoSe₂-FET表现出n型特性,其载流子迁移率约为19 cm²V^-1s^-1,电流开关比约为4×10⁶;双层MoSe₂-FET表现出双极特性,相较于单层器件,其电子迁移率有3倍以上的提升,约为65 cm²V^-1s^-1,相应的电流开关比为5×10⁵,空穴迁移率约为9 cm²V^-1s^-1,相应的电流开关比为7×10⁴。其中双层MoSe₂薄膜所具有的双极特性被归因于CVD方法制备过程中Se空位缺陷的产生。我们同样对不同形状的二硒化钼进行了场效应特性的研究,并进行了一定的分析。这部分结果为全面了解二硒化钼的性质,充分探索和发挥二硒化钼的应用潜质,提供了一定的数据支持,具有一定的实用价值。