二维WS₂薄膜在可见光至近红外波段具有层数依赖能带结构,因而在光电器件应用领域具有良好发展潜力。然而WS₂薄膜因其超薄厚度而吸光系数较低,使其应用受到极大限制。稀土元素具有丰富能级结构,通过稀土掺杂调整WS₂薄膜能带结构,有望改善其光电性能。本工作通过化学气相沉积法以WO_2.9和S粉为原料生长WS₂薄膜。在生长过程中,以Na Cl为助熔剂,降低生长所需温度,优化实验参数后实现大尺寸且高质量单分子层WS₂薄膜制备。在此基础上,以WO_2.9、Ce₂（C₂O₄）_3·10H₂O和S粉为原料,制备出大尺寸且高质量Ce掺杂的单分子层WS₂薄膜。通过形貌分析、元素分析、结构分析和光谱表征等分析手段对掺杂前后的单分子层WS₂薄膜进行了系统研究。通过Ce掺杂WS₂薄膜的光学显微图像和原子力显微图像,发现均为高结晶质量单分子层。同时对Ce掺杂前后的单分子层WS₂进行对比测定,其拉曼光谱存在着波数差,高分辨透射电子显微图像和选区电子衍射表明存在较小晶格收缩,能量散射X射线能谱和X射线光电子能谱显示薄膜中存在Ce元素,并且S和W的束缚能具有明显化学位移,以上结果初步表明Ce进入了单分子层WS₂。对比单分子层WS₂掺杂Ce前后光致发光光谱和瞬态吸收光谱,掺杂后发射波长明显偏移,在694 nm处出现了一个新的发射峰,并且掺杂后吸光系数明显增强。综上所述,本工作已成功制备得到性能优良的Ce掺杂单分子层WS₂。Ce的掺杂引起了单分子层WS₂能级结构的转变以及吸光系数的增加,有可能潜在应用于光电探测器,有关工作在进一步进行之中。