21世纪,随着新兴科技的不断涌现,对于功能器件的性能要求越来越高,也不断促进着新型功能纳米材料的开发。近二十年来,地球资源储量丰富的二维材料（two-dimensional materials,2D materials）的开发一直是纳米材料领域的研究热点。在众多二维材料中,过渡金属硫族化合物（Transition Metal Dichalcogenides,TMDs）,因其可调节的带隙宽度、强光物质相互作用以及丰富的电学性能等优点引起了人们的广泛关注。TMDs独特的物理化学性质为开发高性能、高灵敏度、宽探测范围、微型化以及柔性光电探测器提供了无限的可能。作为典型的TMDs,原子层厚的二硫化钼（MoS2）是研究最为广泛的二维材料之一,在设计开发新型二维光电探测器方面具有重要的价值和广阔的前景。目前,MoS2光电探测器已经展现出良好的器件性能。然而,由于MoS2光吸收能力有限,以及二维材料显著的激子效应对光生载流子的分离的限制等原因,使得基于单一MoS2材料的光电探测器仍然面临着许多不足,器件性能仍有待提高。值得注意的是,二维范德华异质结为弥补单一材料的不足以及进一步提升器件性能提供了一个理想的平台。二维范德华异质结中,各组分通过弱的范德华力堆叠,能够有效避免传统异质结中晶格匹配等因素的限制,因此具有丰富的结构和电子多样性。范德华异质结不仅能够保有材料的二维属性,而且能够有效地提高载流子迁移率和光吸收、促进光生载流子的分离等,从而显著地提高二维光电探测器的性能。鉴于此,本文从二维MoS2材料出发,通过化学气相沉积法（CVD）制备了二维MoS2薄膜、NiTe2-MoS2金属-半导体范德华异质结以及MoO3-MoS2 p-n范德华异质结,并研究了其相关的光电探测器性能。具体内容如下:1.通过CVD法制备了高质量的单层和双层MoS2薄膜,并研究了其相关的光电探测器性能。双层MoS2薄膜FET的迁移率μFE为5.86 cm~2·V-1·s-1,为单层MoS2薄膜的4.7倍。此外,单层MoS2薄膜光电探测器的响应度R为2.5 A·W-1,探测度D*为3.77×10~9Jones,响应时间τrising为915 ms;而双层MoS2薄膜的光电探测器的R为3.2 A·W-1,D*为3.29×10~9 Jones,τrising为241 ms,双层MoS2薄膜的光电探测器具有更优的性能。2.通过CVD法在SiO2/Si衬底上制备了金属性二维NiTe2薄膜,并进一步通过两步CVD法合成了NiTe2-MoS2范德华异质结,研究了其相关的光电探测器性能。基于双层MoS2薄膜的FET中,在沟道MoS2和金属电极之间引入二维金属性NiTe2,有助于改善器件的接触电阻。NiTe2-MoS2范德华异质结的μFE=34.62 cm~2·V-1·s-1,相比于双层MoS2薄膜提高了5倍。一方面由于NiTe2与MoS2具有相似的二维结构,表面没有悬挂键,在形成异质结后界面平整度可达到原子水平,可以有效地抑制半导体中金属诱导的间隙态,显著地削弱费米能级钉扎效应;另一方面NiTe2-MoS2异质结中上层NiTe2能够有效地避免在传统的金属沉积制备电极的过程中,二维半导体沟道MoS2材料中晶格的破坏,减少缺陷,降低杂质散射等因素的影响。此外,NiTe2-MoS2异质结光电探测器的R为57.8 A·W-1,D*为4.3×10~9 Jones,τrising为55 ms。而相比之下,双层MoS2光电探测器的R为21.6 A·W-1,D*为1.4×10~9 Jones,τrising为225 ms。通过NiTe2-MoS2异质结对器件接触电阻的改善,有效提高了MoS2光电探测器性能。3.通过一步CVD法构建了MoO3-MoS2范德华异质结,并研究了其相关的电学与光电性能。MoO3-MoS2异质结光电探测器的R为88.3 A·W-1,D*为1.67×1010 Jones,τrising为100 ms,远高于单一MoS2光电探测器的性能。MoO3-MoS2p-n异质结中内建电场可以有效地促进光生电子-空穴对的分离,提高了光电探测器的性能。此外,一步CVD法展现了在合成二维异质结材料方面的优势,一方面能够避免污染物以及空气与制备材料之间不必要的接触,另一方面能够简化工艺流程,提高了工艺参数的可控性以及可重复性,为合成新型二维异质结提供了一种简便、高效的合成思路。