近些年来,随着石墨烯的发现,二维层状材料又一次引起人们的关注。石墨烯虽然在力学,电学和热学等方面具有非常优异的性能,但由于缺少带隙会限制其在数字电路中的应用。然而与石墨烯具有类似层状结构的层状二硫化钼由于具有1.2 eV-1.9 eV的可调带隙,展现了优异的场效应电学性能,其迁移率在100cm2V-1s-1以上,开关比高达108,显示其在转换电路和存储器等领域的应用潜能。其中,与目前已经满足高密度信息存储需求的阻变存储器相比,基于场效应晶体管结构的存储器具有更好的调控性。但场效应型储器多为浮栅结构,这种结构不仅限制了器件的尺寸和集成度,并且增加了功耗。针对以上问题,本论文优化了二硫化钼场效应晶体管的电学性能,并基于传统的底栅顶接触的器件结构,通过氧等离子体处理引入缺陷,实现器件的存储特性。主要内容如下:1.在传统机械剥离方法的基础上,通过多次错位剥离获得结晶性较高、尺寸较大在50μm左右的二硫化钼晶体。基于这种大尺寸的二硫化钼单晶获得的场效应晶体管的迁移率可以达到133 cm2V-1s-1,高于目前报道的在相同器件结构和测试条件下获得的迁移率。2.通过氧等离子体处理,在二硫化钼场效应晶体管的导电沟道处引入缺陷,实现对电荷的俘获和释放,使器件具有37 V的窗口电压,并在+40 V/-50 V的脉冲电压下具有102的写入和擦除比和较好的稳定性。这种方法获得的器件,具有制备简单、高集成度和低功耗等优点,预示其在存储器方面的应用前景。