目前，石墨烯的掺杂方式主要有以下两种：吸附掺杂、晶格掺杂。常见的生长石墨烯的方法有很多种[25],比如化学气相沉积法(CVD)、机械剥离法、氧化还原法等。石墨烯整体具有很高的化学稳定性,但其和苯环大π键相似的σz轨道的电子可能会表现出一定的还原性,在受吸引电子基团作用时产生部分的电荷转移,对应的在石墨烯中产生空穴,形成p型掺杂。在石墨烯中获得p型掺杂是相对比较容易的,在通常的实验条件下,空气中的水分子、氧化物、光刻胶如PMMA残留等都会使石墨烯呈现p型掺杂[26]。P型掺杂在石墨烯器件的研究领域中至关重要,至今为止,研究者们已经对石墨烯的多种p型掺杂方法进行了详细的研究。以石墨烯晶体管为代表的2D晶体管成为研究课题的重点，并有望应用于下一代超薄、柔性光电器件[27-29]。

另一种二维材料二硫化钼，由于其大带隙和相对较高的载流子迁移率，已被视为未来电子器件应用的一个新星。二硫化钼的厚度相关的带隙，特定的晶格和电子能带结构也赋予了它许多新的光学性质[31,32]。最近，单层和多层的二硫化钼光电晶体管已建成，这展现了红光和绿光的三层、双层和单层厚度的选择探测能力[33-35]。然而，由于较低的载流子迁移率，二硫化钼晶体管的响应度仍然较低。此外，肖特基结通常在二硫化钼/电极界面形成，这将不可避免地导致依赖于电极材料的探测能力。

石墨和二硫化钼，每种材料都有自己的闪光点，但致命的弱点，限制了其在光电方面的潜在应用。为了补充这些材料的优点和缺点，我们在这里构建石墨烯-二硫化钼复合晶体管（图1.2），使用二硫化钼作为光敏剂来吸收光，石墨烯作为载体运输的高速通道，从二硫化钼膜上光激发的载流子在电场作用下可以转移到石墨烯层。这种巧妙的设计，光电晶体管的响应度可达mA/W，远远大于个体的石墨或二硫化钼基光电晶体管。在电荷转移机理的深入了解的基础上，门可调谐光响应和对称镜成像光谱的影响在我们的设备实现。此外，规模大，灵活和透明的具有高响应度的二维石墨烯-二硫化钼晶体管是由化学蒸汽沉积生长的石墨和二硫化钼薄膜制成的。此外，对石墨和二硫化钼之间的电荷转移的认识有助于更复杂的二维多原子晶体异质结器件的研究[36,37]，这种器件由于在未来高性能电子器件的潜在应用，在近年来被广泛研究。

图1.2石墨烯-二硫化钼复合光电晶体管在光照射下的原理示意图

1.5场效应晶体管概述

场效应晶体管（FET）是一种常见的半导体器件。它能够通过控制输入回路的电场效应来调节输出电流。它仅受半导体中的多数载流子的作用而导电，因此又被称为单极型晶体管。由于具有输入电阻高（107～1015Ω）、耗能低、噪音小、动态范围较大、易于集成、无二次击穿、较宽的安全工作区域等优势，使其成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。目前场效应晶体管的研究获得了很大的关注，各种性能优良、高响应度的场效应晶体管都在开发研究之中。最近，对基于硅半导体、有机半导体和碳纳米管的光电探测器进行了广泛的研究。最主要的两种光电探测器是光电二极管和光电导体。光电二极管的响应速度快，但是效益较低。高响应度的光电探测器能够符合非常理想的各种要求苛刻的应用，如光通信、成像和传感。光电导体，相反，能够高增益，因为一种电荷载体，能够通过外部电路循环多次才与其相反的载体重组。光电探测器的类型通常由晶体管中所用的材料决定。二维（2D）的原子晶体，如石墨烯、二硫化钼等，由于其优越的光电特性和在未来的光电器件领域潜在的应用受到了很大的关注。