二硫化钼（MoS2）作为层状二维材料的典型代表,由于其优异的机械性能和可调节的带隙已在光电子器件的应用中吸引了广泛的关注。尤其是具有直接带隙的单层MoS2,由于具有更高的半导体量子效率,以及在可见光波段出色的响应性能,其在光探测器中的巨大潜能被释放出来。然而,迄今为止,由于制备大面积高质量的单层MoS2难度较大、比表面积过大导致MoS2光探测器的性能对周围环境非常敏感等原因,MoS2的探测能力被限制了。因此,如何提高MoS2薄膜的质量和改善其光电性能是今后的研究重点。在本论文中,我们对大面积单层MoS2的生长工艺、以及Al2O3应力层对薄膜的热学、光电性能的影响进行了一系列探究。本文使用化学气相沉积（CVD）的方法通过对生长条件的控制,探索出了在蓝宝石衬底上沉积MoS2的最佳生长条件为750℃、5 mg的MoO3、80 sccm的Ar流速。通过原子力显微镜（atomic force microscope,AFM）、透射电子显微镜（transmission electron microscopy,TEM）、Raman光谱等手段的表征,证明了我们生长的MoS2厚度为单层且具有良好的均匀性和薄膜质量。随后,我们使用原子层沉积（ALD）方法在大面积单层MoS2的表面沉积了一层厚度大约为3 nm的氧化铝（Al2O3）,并且对比有/无Al2O3应力层时,MoS2性能的变化。对比常温下的Raman光谱,MoS2在沉积了Al2O3应力层后发生了122)模式峰的红移,这说明了MoS2存在拉伸应力,并且导致其吸收能力的提升。在变温Raman光谱的对比下,Al2O3应力层使MoS2的两个振动模式峰(122)和12))随温度上升的红移程度减小了,这是因为MoS2的热学稳定性改善了。在本论文中,我们还讨论了单层MoS2光探测器在Al2O3应力层的作用下光电性能的变化。与没有Al2O3相比,沉积了3 nm厚的Al2O3应力层的MoS2光探测器在460nm和660 nm的光照下的电流均高了十倍以上,这归因于Al2O3在MoS2表面引入的拉伸应力。同时地,这种拉伸应力造成的带隙减小也导致了暗电流的变大。分析变化光功率下光探测器的电流情况,有Al2O3应力层的MoS2展现出优异的探测性能,包括16.103A/W的响应度,191.80的增益,7.96×10-15 W/Hz1/2的噪声等效功率（NEP）,2.73×1010Jones的归一化探测率。由于Al2O3引入的拉伸应力提高了MoS2的电子迁移率,光探测器的电流上升时间也显著地缩短了。我们希望本论文的研究结果为MoS2在下一代成像系统的应用提供指导意义。