以黑磷、硅烯为代表的四、五族单元素二维材料（即X-烯）因具有介于石墨烯和二维过渡金属硫化物之间的可调节带隙,愈发受到二维材料及器件研究者的关注。铋,作为第五主族最后一个元素,具有优异的电学性能、巨磁阻效应和量子自旋霍尔效应等独特的物理性质。理论预测,当铋的厚度小于30 nm（即二维铋）时会发生半金属向半导体的转变;同时,比表面积的增大将提高对表面电荷电位感应的灵敏度。因此,二维铋有望应用于场效应晶体管型微纳电子传感器件。然而,目前相关实验研究进展缓慢,主要受限于缺乏性价比高的材料制备技术。本论文探索了电子束蒸镀的方法,实现了大面积、高性能二维铋的便捷制备,并研究了二维铋的电学性能调控和传感效应。主要研究成果如下:（1）采用电子束蒸镀方法在SiO2/Si衬底上成功制备了高纯净度、光滑均匀（Ra≈1 nm）、结晶性好、（001）织构的大面积二维铋,并探索出获得优异电学性能的最佳工艺参数:衬底温度75℃,沉积速率0.6（?）/s。二维铋在厚度为5 nm时表面存在少量微小孔洞,而10 nm及以上完全连续。（2）揭示了厚度和退火对于二维铋晶体结构和电学性能的调控作用。随着厚度增大,薄膜的晶粒尺寸增大,择优取向从（012）与（001）混合转变至（001）;霍尔系数、塞贝克系数绝对值和电导率随着厚度增加同时增大。实验发现,100-200℃,1 h的退火工艺可显著提升二维铋的结晶性和电导率（～10~4-10~5S/m）。（3）构筑并观测了二维铋晶体管的电输运性能及多功能传感效应。本工作制得的二维铋及晶体管器件具有优异的电学特性:方阻～1 kΩ/□,霍尔系数～10-2cm~3C-1,室温下载流子浓度～5×1020cm-3,场效应迁移率235 cm~2V-1s-1,以上综合性能比肩分子束外延生长的铋烯。基于二维铋的晶体管器件对可实现对532 nm激光的传感响应;室温下其电阻变化表现出随温度改变的毫秒级响应速度和32%的灵敏度;对于水溶液中的重金属离子As3+反馈出较快的响应速度和较低的检测限～130 nM。电子束蒸镀的二维铋具有优异的电学性能和多重传感效应,有望应用于场效应晶体管及传感元器件等微纳电子器件领域。