近年来,二维材料作为后硅时代最为重要的半导体材料,深入研究发现没有一种或者一类材料能够完全满足半导体产业的所有要求。最近,带隙范围宽、一维结构的过渡金属三硫化物(TMTCs)引起了研究者的关注,大的带隙范围(0.2eV-2eV)使其适用于下一代电子和光电子领域,准一维特性赋予的各向异性为器件工艺提供了额外的自由度。目前关于过渡金属三硫化物的生长合成研究主要是通过烧结法、化学气相传输法或者两者并用来获得满足实验要求的晶体,时间成本高、可调控性差且工序繁琐,如何探索一种时间成本低、可精确调控的方法生长高质量TMTCs单晶对于相应材料体系的深入研究以及应用具有重要意义。本课题以ZrTex材料体系为研究对象,围绕采用时间成本低、可调控性好的化学气相沉积(CVD)合成高质量、尺寸可控的单晶为目标,首次通过CVD的方法合成大面积高质量的ZrTe3单晶,将ZrTe3单晶的合成时间从烧结法、化学气相传输法(CVT)2-30天缩减至两个小时以内。进一步研究了 CVD生长温度、保温时间对ZrTe3单晶尺寸和长宽比影响,系统性阐述了生长参数与ZrTe3单晶尺寸之间的关系。实验发现,通过控制反应温度和保温时间能够对生成的ZrTe3单晶尺寸、长宽比进行有效调控,进一步发现了 CVD对一维ZrTe3单晶长宽比调控的极限。此外,对ZrTe3块体单晶进行了电学和磁学性能测试,首次通过实验揭露ZrTe3块体单晶的磁性能不同于均为抗磁性半导体的其它MX3(M=Ti、Zr、Hf;X=S、Se),显示为铁磁性和抗磁性相互作用的结果,且其居里温度Tc大于300 K。在CVD合成ZrTe3单晶的基础上,进一步系统性研究了CVD生长温度对生长晶体的组分和形貌变化的调控。研究发现在650℃-800℃范围内生成ZrTe3单晶;在800℃-1050℃范围内生成ZrTe2单晶;而在1050℃-1100℃范围内生成ZrSiTe晶体,晶体形貌上体现为ZrTe3单晶准一维结构向ZrTe2单晶二维结构的过渡转变,并进一步深入分析了 CVD生长温度调控晶体的组分和形貌变化的内在机理。首次实现了化学气相沉积的方法合成大面积、高质量ZrTe2单晶,将ZrTe2单晶的合成时间从之前研究中烧结法、化学气相传输法的10-14天缩减至两个小时以内,对ZrTe2块体单晶进行了电学和磁学性能测试分析,证实ZrTe2块体单晶为铁磁性,其居里温度Tc为150K,并深入分析了其铁磁性产生的原因,认为其铁磁性主要来源于Zr原子的电子自旋电荷。