本发明涉及半导体生长技术领域，特别涉及一种悬空二维材料的非衬底耦合低密度外延方法及外延结构。其中，一种悬空二维材料的非衬底耦合低密度外延方法，关键技术如下：提供介质衬底，通过刻蚀形成大范围占空比与高纵向孔深的均匀规则化镂空衬底；通过雾化无损干转移法将二维材料层转移并利用占沿表面张力覆盖于镂空衬底表面；其中空孔部分形成下方非衬底耦合的悬空二维薄膜外延区；将悬空非耦合衬底放入半导体材料生长反应腔中，采用先预成核后高迁移外延的二步模式循环生长，利用悬空非衬底耦合区表面的高迁移率，外延低密度高质量半导体薄膜。本发明可以获得低密度高质量的半导体外延薄膜，制备方法简单，省时高效，具有广阔的工业化前景。