半导体芯片制造业的特征尺寸不断缩小,已经接近传统硅基材料的物理极限。二维材料由于其原子层厚度而备受关注,二硒化钼由于其独特的物理化学特性从二维材料家族中脱颖而出,通过掺杂对二维材料的改性及应用是本领域热点研究工作之一。本文采用原位共生长化学气相沉积法制备掺Co的Mo Se₂样品,由于ⅦB到ⅡB族元素掺入到过渡金属硫族化合物中面临生长工艺难以调节的现象,对掺CoMoSe₂的工艺优化和机理研究显得尤为必要。本文首先对反应物用量、总气流量、Se源蒸发温度等进行优化;然后探讨了温度和氢气流量对生长的影响,并浅析了影响生长过程的机理。基于相应的生长机理指导下对工艺参数进一步优化,通过对温度和氢气流量的调节可以实现40μm样品的制备;通过改变前驱Co₃O₄的用量观察到拉曼光谱A_1g峰的持续红移以及PL谱峰值的连续蓝移现象;通过X射线光电子能谱仪分析表征了掺CoMoSe₂样品中的元素种类、元素化合价以及元素组分比;用超导量子干涉仪测试表征了Co的掺入使Mo Se₂由抗磁性变为软磁性。将化学气相沉积制备的掺CoMoSe₂样品制成背栅场效应晶体管,用半导体参数分析仪对器件进行电特性测试。结果表明,掺Co后的样品仍为n型,相比之下关态电流降低,阈值电压向正向偏移且不随栅压变化而变化。钴元素的引入可以对二硒化钼的带隙进行调制到近红外范围,为掺CoMoSe₂纳米薄膜在光电子领域的应用提供基础数据。同时Co掺入带来的磁性使二维二硒化钼在磁学领域的应用具备一定的可能性。