二硫化钼由于带隙可调、载流子迁移率高、光透过性好等优点,获得了大量关注,其在光探测器领域更是表现不俗,迄今为止,一系列性能优良的二硫化钼基光探测器已经被制备出来,预示着二硫化钼及其他二维材料在光电子领域有着巨大的应用价值。本文合成了高质量二硫化钼晶体并以此制得了具有良好性能的低能耗的光探测器。最后分别利用氧化锌量子点和二硒化钼分别与二硫化钼构建异质结构,进一步提升了二硫化钼光探测器的性能。论文主要内容如下:一、通过调节二硫化钥合成中的生长温度、时间以及硫蒸气浓度等条件,成功在蓝宝石衬底上合成出高质量、大尺寸的二硫化钼单晶。制成的二硫化钼基光探测器在紫外、可见光以及近红外波段取得了较高的探测率(1010 Jones)及大于400的光、暗电流比。并且该器件能够工作在较低偏压下(0.5 V),能耗小于其他单质二维材料光探测器器件。二、通过低温、超声辅助的溶胶-凝胶(sol-gel)法获得氧化锌量子点,对量子点进行分析发现,该方法合成的量子点晶体质量高且带隙为3.42eV,是增强二硫化钥基光探测器性能的理想材料。原始器件与表面修饰氧化锌量子点后形成的异质结构探测器性能作对比,我们发现在同样光照条件下的异质结构器件光电流提升了近4倍,探测率达1011 Jones,且响应和恢复时间从原来的9.5 s和17.4 s下降为了 1.5 s和1.1 s,这证实了引入氧化锌量子点能够显著提升的二硫化钼基光探测器的性能。三、我们合成出大面积的二硫化钼以及二硒化钼薄膜,并通过二次湿法转移技术,成功地在柔性PET衬底上将两种材料堆叠制成垂直型异质结构。对异质结构器件的测试发现,异质结构的器件光响应率达1.6 mA/W,探测率高达4.42 ×1013 Jones。两种材料接触后形成的能带结构(Ⅱ型异质结)能有效分离光生载流子,让器件拥有了自供电性能,其在无偏压工作条件下响应和恢复时间仅为1.05 s和2.3 s。器件稳定性方面也表现良好,在经历多次弯折以及室温下存放数月后电流强度基本不受影响,证明器件具有不错的实用性。