二硫化钼（MoS2）薄膜作为二维（2D）过渡金属硫族化合物（TMDCs）的代表材料,由于具有良好的电子迁移率(200 cm~2·V-1·s-1)、带隙随层数可调（1.2～1.8 e V）、较高的光吸收效率（10%）等优势,在当代场效应晶体管、太阳能电池、传感器、光电探测器等领域中脱颖而出,展示出优于石墨烯的巨大应用前景。对于高性能光电探测器的制备,合成大尺寸、薄层、高质量的MoS2二维材料成为关键的研究内容。此外,由于薄层MoS2二维材料具有原子级的厚度（单层约0.65 nm）,在一定程度上限制了器件的光吸收总量,阻碍了高性能MoS2基光电探测器的发展。因此,针对以上两种MoS2薄膜在光电探测器应用中的局限性,本文的工作主要从以下几点内容展开:（1）S化大尺寸、薄层MoS2材料的系统性研究:实验利用原子层沉积（ALD）法在Si/Si O2衬底上提前预生长MoO3前驱体,再通过S化衬底上预生长的前驱体的方式固定MoS2成核位点,以实现大尺寸MoS2薄膜的制备。实验设计通过控制MoO3材料的沉积周期实现MoS2成核密度调控,对合成的MoS2薄膜厚度进行系统性探究;进一步,探究Si/Si O2衬底上的MoO3被完全S化的温度,实现高质量MoS2薄膜的制备。通过以上所述两方面实验条件的调控,实验最终成功实现大尺寸（＞500μm）、薄层（1～3L）的MoS2薄膜的制备。（2）MoS2/MoO3异质结构建及其光电探测性能研究:（1）探究了覆盖层厚度对异质结光电性能的影响,利用层层可控的ALD法制备超薄的MoO3覆盖层与MoS2构建异质结构,通过不同的沉积周期数实现不同的MoO3厚度。实验结果表明,异质结的覆盖层越薄则透光性越好,其光吸收性能越优异。（2）在S化过程中物理气相沉积MoO3量子点,一步法制备2D/0D的MoS2/MoO3异质结。内建电场促进光生载流子分离的同时,界面缺陷捕获空穴减少激子复合,实现光电流增强。测试结果表明,异质结光电探测器实现了光电性能增强,响应度比单一MoS2材料增强约14.6倍。（3）局域表面等离子体共振（LSPR）的设计与实现:设计利用金纳米颗粒（Au-NPs）引起LSPR,以提高MoS2/MoO3异质结在可见光范围内的光吸收,同时诱导增强内建电场,进一步促进光生载流子分离。实验首先通过时域有限差分法（FDTD）模拟出可实现实验设计的Au-NPs的粒径（20 nm）;其次,采用小型离子溅射仪制备Au-NPs,通过实际的吸收测试证实与模拟结果相符合;最后,在MoS2/MoO3异质结表面复合Au-NPs构建LSPR。光电测试结果表明,实现LSPR后,MoS2/MoO3@Au光电探测器的响应度又进一步增强了约1.5倍。