二维过渡金属硫族化合物（TMDCs）层状材料具有优异的光学、电学和机械性能,可作为新型光电子器件的理想材料,在器件尺寸微型化、量子信息科学和光电子等领域发挥着至关重要的作用。然而,基于TMDCs电子和光电子器件的制备不可避免地要在金属-半导体界面处形成肖特基接触,本征的TMDCs与金属之间过高的肖特基势垒严重限制了器件的性能,如低载流子迁移率、与金属间的高接触电阻等。随着现代电子技术的快速发展,其性能越来越无法满足实际应用需求。因此,对于TMDCs材料性能的调控就显得尤为重要。目前,人们对TMDCs性能调控的常用手段有掺杂工程和缺陷工程。由于二维TMDCs的超薄厚度和超高的表面体积比,易于通过表面修饰和掺杂来调控其性能;此外,TMDCs的晶格中可能包含许多不同的结构缺陷,如空位、杂质和吸附原子等,这些缺陷也对二维TMDCs材料的光学和电学性质有很大影响。因此,通过各种改性和掺杂方法实现对其性能的精准定制化调控,已成为目前材料科学领域的研究热点。如果能够有效灵活调控TMDCs材料的性能,势必会为材料应用领域的技术革新提供极大助力,进一步推进器件小型集成化、器件性能高效化。本文主要基于电子束辐照和钾表面修饰掺杂二硒化钨（WSe2）的光谱表征以及其场效应结构器件的应用研究,具体研究内容如下:1、通过电子束辐照在单层WSe2中引入可控的n型掺杂,显著提升了WSe2场效应晶体管的电学性能。通过电学性能表征发现,辐照后,背栅型单层WSe2场效应晶体管的电流提高了一个数量级,电子迁移率提高了8倍,电子浓度由1.17×1011 cm-2增加到5.32×1011 cm-2。光致发光光谱中,荧光强度的降低以及带电激子权重的增加证明了电子束辐照对WSe2产生较强的n型掺杂。低温下的光致光谱证明了n型掺杂源于Se空位的产生。适量Se空位缺陷的产生导致WSe2的费米能级升高,使其与金属电极之间的肖特基势垒宽度减薄,而且电荷跳变传输概率在适量空位缺陷下有所增加。因此,WSe2场效应晶体管的电学性能得到显著提升。通过控制电子束辐照剂量和辐照区域可以实现对WSe2高精度和可控的掺杂。该工作通过合理利用TMDCs中的晶格缺陷,为实现高性能电子和光电子器件提供了一种可靠方法。2、通过钾表面修饰单层WSe2以表面电荷转移掺杂的方式提升了单层WSe2场效应晶体管的电学性能。实验结果表明,在钾厚度为0.2 nm时,器件的电子迁移率提升至17.1 cm~2V-1s-1,电导提升了6个数量级。拉曼光谱中E2~1 g和A1g声子模式的弱化表明了钾表面修饰后大量电子转移到WSe2中,电子声子耦合增强导致其峰形变宽,而且相对于E2~1 g模式,A1 g模式对掺杂更为敏感。光致发光强度的降低和峰位的红移表明,WSe2中的大量电子与中性激子紧密结合形成带电激子,抑制了中性激子的辐射复合。器件性能的提升是由于钾表面修饰掺杂改善了金属与WSe2之间的肖特基接触,使其逐渐向欧姆接触过渡以及WSe2由半导体相向金属相的转变。通过对光学和电学测试结果的分析可知,钾表面修饰可作为一种可控且有效的掺杂策略用来调控二维TMDCs材料的光学和电学性能,有望应用于制备高性能的TMDCs电子器件。