近些年以来,单层二硫化钼（MoS₂）因为其在电子和光电器件上的应用潜力而得到广泛的关注。单层二硫化钼因其具有1.8 eV直接带隙而被广泛应用于场效应管,光催化,纳米发电机和传感器等领域。目前合成单层二硫化钼的方法主要为剥离法与化学合成法,其中又以化学合成法为主要制备手段。但是大量合成大尺寸的单层二硫化钼仍然是一个挑战。首先,本文提出了在常压化学气相沉积（CVD）中利用加入一根单通管的双管系统制备大尺寸均匀单层二硫化钼的方法。在主要生长区域,单片二硫化钼的最大边长达到146μm,是目前已知在SiO2/Si基底上能够得到的最大尺寸。而且边长尺寸在50μm到100μm的二硫化钼占总量的比重达到78%。其尺寸大小在套管径向分布均匀,而其沿轴远离钼源方向有一个逐渐减小的过程。随后,本文结合实验结果与数值模拟分析了单通管对反应源浓度的影响。相比于没有套管和双通管的情况,加入单通管能明显提高套管内的钼源浓度,并对稳定硫源的浓度有明显的作用。之后将制备得到的单层二硫化钼片制作成场效应管并表征了其电学以及紫外响应性能。该器件在365 nm紫外光照射下,开关电流比为525。本课题进一步研究了不同硫、钼浓度下所得产物的分布。在硫浓度一定的情况下,随着钼浓度的升高,所得产物分别为单层三角二硫化钼片,单层二硫化钼膜,单层三角二硫化钼片与硫氧化物中间体MoOS₂线带产物,以及MoOS₂颗粒。常压化学气相沉积方法简单便捷,采用双套管系统后,能够得到大量尺寸均匀的大尺寸单层二硫化钼,具有较大的工业应用价值。