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二维过渡金属二硫化物（2D TMDs）由于其原子层厚度、合适的带隙和较高的迁移率等优点而被认为是应用于消费电子产品领域的高潜力候选者。对于典型的可穿戴类消费电子产品,要求开发出低阈值、能快速开关以及制造工艺简单的器件。由于介电层牺牲了所施加的栅极电压并引入界面缺陷,目前所报道的大部分2D TMDs金属-绝缘体-半导体场效应晶体管（MISFET）通常都在较高电压下工作且常常遭受界面陷阱引起的散射的影响。为了避免上述问题,本文中我们制作了基于二维二硫化钼（MoS2）的肖特基栅极金属-半导体场效应晶体管（MESFET）。这个MESFET器件展现出优异的电学性能与光电探测性能,其性能提升高度依赖于本论文新开发的MoOx/Au肖特基栅极。全文的主要工作归结为以下几个方面:（1）为了构建出可靠、稳定的肖特基势垒,我们首先对MoS2-MESFET光电器件的栅极材料进行一系列选择与验证。首先制备纯Au栅极的MESFET、然后再选用高功函的MoOx,但是结果都不理想,最后结合两种材料,构建MoOx/Au肖特基栅极,得到的肖特基结的电流开关比达到104,由此获得了可靠稳定的肖特基势垒,这对MESFET器件有着决定性的作用。肖特基结中的内建电场在分离光生载流子方面也具有独特的作用,对此,我们用波长530 nm的单色LED激光周期性照射器件,发现对肖特基二极管（SBD）施加正偏压时,其光响应时间约为5 s;而施加负偏压时,对应的光响应时间约为210 ms。表明肖特基内建电场可以有效分离光生载流子,降低复合概率,加快肖特基光电二极管的光电探测速度。（2）对此MoOx/Au肖特基栅极二维MESFET进行电学性能与光学性能的测试与分析。在暗态下,该MESFET开关比达到105,沟道电子迁移率为160 cm2 V-11 s-1,而与之同沟道的MISFET迁移率仅为6.9 cm2 V-11 s-1。此外,MESFET的亚阈值摆幅为145mV/dec,而MISFET的亚阈值摆幅为3850 mV/dec。MESFET的工作栅压也仅仅在-4 V到2 V范围内,而MISFET需要工作在-20 V到20V的范围。在光态下,MESFET的光响应时间约为50 ms,MISFET的光响应时间为200 ms。最后我们以这两个晶体管为基础装配了两个外接电阻式反相器,MESFET驱动的反相器增益达到8,而MISFET的增益仅为0.76。（3）利用背部电场有效地调控该二维MESFET的亚阈值摆幅、阈值电压、开态电流等以适应不同的工作场景要求。亚阈值摆幅从160 mV/dec调节到130 mV/dec;阈值电压可以在-3.5 V到-0.5 V之间反复调节。此外,从调节的输出曲线结果来看,我们发现背栅与肖特基栅极之间表现为协同作用。如果同步线扫这两个栅压,得到的双栅场效应晶体管（DG-FET）的开关比得到进一步提升。当背栅压与肖特基栅压都为负压时,器件更加耗尽,其关态电流为10 pA;反之,当两个栅压都为正时,沟道更加活跃,其开态电流为1.7μA。除了开关比的提升,DG-FET相对于MESFET也进一步提升了其开关速度。因此,对于MESFET的参数调节与两个栅极之间的协同效应,也许可以更广泛地应用在各种类型的电子器件中以提升其性能。