近年来,过渡金属硫族化合物（TMD）材料因其优异的光电特性在场效应晶体管（FET）、化学生物传感、逻辑电路等方面已得到了广泛的研究。在TMD FET中,如何提高其电学性能,实现器件的低功耗、高性能,目前仍是电子设备领域的研究热点之一。二硫化钼（MoS2）是TMD材料家族中研究最广泛的材料之一,具有载流子迁移率高,能量带隙可调等特性。然而,在MoS2 FET中易受费米能级钉扎效应的影响,表现出典型的n型传输性能。这种单极性的导电特性阻碍了其在互补金属-氧化物-半导体（CMOS）器件中的进一步应用。因此,对其进行n到p型的电学调控是非常有必要的。掺杂工程是调控材料载流子类型和密度的有效方法之一。相比于层间插入和取代等方法,表面电荷转移呈现出不破坏材料晶格结构而实现对材料电学性能调控的优势。由于沟道材料是一种电传输敏感层,因此,可将TMD FET的应用拓宽至生物传感中,并呈现出高灵敏、可芯片化、分析速度快、固有的信号放大能力等优势。通常,FET传感器的分析物既可以是离子、有机小分子,也可以是核酸、蛋白质、细菌、病毒和细胞等。其中,蛋白标志物与疾病状态密切相关,主要基于抗体-抗原结合的模式检测,用于疾病的早期诊断和预后。然而,抗体从制备、提纯到保存的过程既复杂耗时又易变性,导致了传感器的成本高、检测结果一致性差等问题。因此,有必要进一步开发新型的高灵敏蛋白传感平台。需要注意的是,尽管越来越多的新型高灵敏FET生物传感平台被开发出来,但其应用主要立足于对疾病的早期诊断,在疾病诊疗中的应用研究还未得到广泛关注。因此,为了充分利用FET生物传感优异的检测分析能力,可将其研究延伸至疾病的诊疗方向。基于以上问题,本论文开展的研究内容主要包括以下几个方面:（1）通过表面电荷转移的掺杂策略对n传输特性的MoS2进行电学性能的调控。以包含有电负性功能基团羟基（-OH）和羧酸基（-COO）的二（2-羟基丙酸）二氢氧化二铵合钛（TALH）分子作为掺杂剂,当其物理吸附到MoS2表面后,这些功能团可通过表面电荷转移诱导产生p掺杂效应。经TALH改性的MoS2 FET的阈值电压朝正偏压方向移动,且电子载流子密度降低,证明了p掺杂效应。X射线光电子能谱中Mo 3d和S 2p的特征峰向低结合能方向移动,进一步证明了p掺杂效应。控制实验和密度泛函理论计算（DFT）均证明这种p掺杂效应主要归因于TALH中的-OH基团,该基团可从MoS2中吸收电子。本工作丰富了基于分子的表面电荷转移掺杂剂类型,为设计含功能基团的p掺杂剂提供了可供参考的路径。（2）将掺杂方法拓展到对有机小分子的检测中,构建了去掺杂法检测抗坏血酸（AA）的MoS2 FET传感器。Mn O2是一种带负电的片状材料,可物理吸附到MoS2表面之后产生n掺杂效应。当遇到还原性的AA时会分解形成Mn2+,随着Mn O2的消耗,掺杂效果减弱,电信号降低。传感器对AA的线性检测范围为10p M至1μM,检测限低至0.019 p M。此外,该传感器还可用于饮料中抗坏血酸的检测,其结果与商业的相比,呈现出较小的检测误差,表明基于去掺杂法的MoS2FET传感器具有灵敏度高、检测结果可靠的优势,使其在实际应用中展现出发展潜力。（3）开发了一种无抗体MoS2 FET传感器用于检测叶酸受体蛋白1（FOLR1）。FOLR1的过量表达水平与肿瘤的进展有关,因此,FOLR1的测定对癌症的诊断和预后分析至关重要。在常规的测定中,基于抗体检测FOLR1存在成本高、过程复杂和结果不稳定的问题。以有机分子叶酸（FA）替代抗体,通过配体-蛋白的结合方式实现对FOLR1的超灵敏检测。酶联免疫吸附实验（ELISA）和结合亲和力解离常数（KD 12 pg/m L）证明FA-FOLR1的成功结合。该MoS2 FET传感器的检测范围为100 fg/m L至10 ng/m L,检测限为0.057 pg/m L。该器件还可用于人血清中FOLR1的检测,使其在即时诊断中呈现出应用前景。（4）通过MoS2 FET生物传感器模拟新冠病毒入侵人体时所发生的蛋白相互作用。感染病毒的过程主要是通过其表面的SARS-Co V-2 S蛋白与人体细胞表面的ACE2受体蛋白结合后进入细胞。本章节首先构筑分别以ACE2和抗SARS-Co V-2 S蛋白为探针的MoS2 FET传感器,当存在S蛋白,均呈现出灵敏的电信号响应,得到结合亲和力解离常数（KD）分别为1.06 pg/m L和0.73 pg/m L。表明中和抗体与S蛋白的结合能力更强,与生理过程相一致,因此该传感器可用于模拟病毒入侵过程。以ACE2为探针修饰到MoS2上,当存在SARS-Co V-2 S蛋白时,两者结合可以产生电信号响应。如果存在中和抗体时,S蛋白则优先与中和抗体结合,电信号不发生变化。这种模拟过程又类似于病毒中和实验或假病毒中和实验,因此,该传感器可用于对中和抗体的筛选,拓宽其应用范围至疾病诊疗中。