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本工作实验证明了基于CVD生长的单层MoS2超薄量子阱的双势垒共振隧穿二极管（RTD）结构，该结构与传统CMOS制造工艺高度兼容。在沿c轴方向的超薄二维薄片中，强量子化的电子态来自动量空间中的多个谷，夹在Al2O3隧穿势垒之间，表现出多个共振隧穿峰，从而增大了负微分电阻（NDR）区域的半高宽（FWHM），这一结果既来源于实验I-V特性曲线，也通过密度泛函理论（DFT）和非平衡格林函数（NEGF）结合隧穿态密度（TDOS）的理论联合分析得到验证。进一步的理解扩展到S空位缺陷：这不仅通过纳米级阴极发光（CL）光谱评估改变了带隙，还改变了有效质量，从而影响了迁移率，本研究在k空间的高对称路径中对此进行了探讨。所制备的RTD从低温到室温的电学性能展示了重要里程碑，在4K和室温下分别实现了178和24的巨大峰谷比（PVR），为室温量子技术的改进提供了更多可能。通过高度n掺杂的硅与1L-MoS2多谷之间的动量守恒和非守恒隧穿，为在深低温（mK）下运行的Spin-Valley量子比特技术中实现栅极诱导操控提供了巨大机遇。