本发明公开了一种大面积制备金属相与半导体相接触的二维碲化钼面内异质结的方法及应用。该方法是先在衬底上生长二维钼薄膜，通过化学气相沉积法使之转变为半导体相碲化钼薄膜，再通过光刻和刻蚀图形化半导体相碲化钼薄膜，然后生长钼薄膜，剥离得到金属钼和半导体相碲化钼相间的薄膜，进一步通过化学气相沉积法使金属钼薄膜转变为金属相碲化钼薄膜，从而得到金属相与半导体相接触的二维碲化钼面内异质结。通过该方法制备的金属相与半导体相接触的二维碲化钼面内异质结场效应晶体管阵列具有低的接触电阻，提高了载流子的注入效率，提高了器件的电学性能。同时该方法为二维半导体材料在集成电路以及柔性器件方面的应用提供了基础。