二维二硫化钼及应用
二硫化钼二维薄膜材料的研究与应用
二硫化钼二维薄膜材料的研究与应用摘要：自从石墨烯问世以来，与其结构类似的二维层状纳米材料在众多研究领域引起了更为广泛的关注。
二硫化钼是一种典型的二维瞬态过度金属层化合物，由范德华力连接。
由三层共价S-mo-S原子层组成。
二硫化钼转变为具有优异半导体性能的二维超薄结构材料。
固体材料的带宽不仅增加了1.29ev，而且电子结构也从间接带宽隙变为直接带宽隙。
同时，二硫化钼在光电子器件中表现出优异性能。
二维结构的二硫化钼在锂离子电池和催化剂中有着广泛的应用，二维结构的二硫化钼材料因其优异的性能近年来得到了广泛的研究。
关键词：二硫化钼；结构和性质；材料制备；薄膜表征前言二维材料是由一个或多个原子层组成的晶体材料。
它的概念起源于十九世纪初。
经试验表明，二维材料可以独立存在。
石墨烯的发现为固态电子学中原子薄层材料的研究开辟了一个新领域。
具有二维晶体结构的无机化合物的研究取得了新进展，极大地激发了研究者的热情。
几十种不同性质的二维材料被发现，显示了几种典型二维材料的晶体结构和性能。
给出了相应材料的临界超导体温度和带隙。
二维二硫化钼过渡金属硫化合物由于其固有的可调带宽引起了研究人员的极大关注。
过渡金属硫化合物在横向和纵向异质结构中都具有新的物理性质。
1、二硫化钼结构和性质1.1二硫化钼结构二硫化钼由一个钼原子和两个硫原子组成，其中钼原子和硫原子共价结合形成s-mo-s结构。
钼原子有六个最近的硫原子，而硫原子有三个最近的钼原子。
两者形成三棱柱状配位结构，层与层之间存在微弱的范德华力作用，每层之间的距离大约0.65nm，Mo原子与S原子间的相对位置差异形成晶体结构[1]。
1.2二硫化钼的光学性质二硫化钼薄膜具有层状结构和特殊的能带结构，具有独特的吸收和光发射等光学性质。
这些特性将使二硫化钼薄膜在光电子器件中得到广泛应用。
当二硫化钼薄膜为单原子层时，其带隙结构将由间接带隙转变为直接带隙并成为导体。
当二硫化钼薄膜为多层膜时，其具有独特的光学性质。
纳米结构二硫化钼的制备及其应用
纳米结构二硫化钼的制备及其应用纳米结构二硫化钼（MoS2）是一种具有优异性能和广泛应用前景的二维材料。
它具有优异的电子、磁学和光学性能，因此在能量存储、光电器件、催化剂等领域有着重要的应用。
本文将介绍纳米结构二硫化钼的制备方法以及其在不同领域的应用。
纳米结构二硫化钼的制备方法主要可以分为物理法和化学法两种。
物理法包括机械剥离法、化学气相沉积法等；化学法包括溶剂热法、水热法、氢气热解法等。
其中，机械剥离法是一种通过机械剥离的方式将二硫化钼从大块的晶体材料中剥离出来得到纳米结构的方法，该方法操作简单，但产率低；化学气相沉积法通过在高温下将金属蒸气和硫化物气氛反应得到纳米结构的二硫化钼，该方法适用于制备纳米薄膜，但设备复杂，成本高。
溶剂热法是一种将硫化物和金属盐溶解在有机溶剂中，在高温条件下进行反应制备纳米结构的方法，该方法操作简单，但控制精度低。
水热法是通过在高温高压水溶液中加入硫化物和金属盐，进行水热反应制备纳米结构，该方法操作简单，但产物的形貌和尺寸难以控制。
氢气热解法是一种通过在高温下将金属硫化物与氢反应得到纳米结构的二硫化钼，该方法操作简单，优势是产物纯度高，但反应时间长。
纳米结构二硫化钼在能源存储领域有着重要的应用。
它可以作为电容器的电极材料，具有高比电容和长循环寿命的特点。
另外，纳米结构二硫化钼也被广泛应用于锂离子电池和钠离子电池的负极材料，因其特殊的层状结构可以提供更多的储能位置，从而提高能量密度和循环寿命。
在光电器件方面，纳米结构二硫化钼的应用潜力巨大。
它具有较高的载流子迁移率和较大的光吸收系数，可以用作光电转换材料，例如太阳能电池和光电探测器。
此外，纳米结构二硫化钼还可以作为电容器的隔离层材料，利用其与金属基底之间的能带垒来改善器件的性能。
此外，纳米结构二硫化钼还具有优异的催化性能。
它可以作为催化剂用于氢化反应、氧化反应、还原反应等。
由于其二维结构具有丰富的活性位点和大的比表面积，纳米结构二硫化钼在催化领域具有广泛的应用前景。
一种二维超薄镍掺杂二硫化钼纳米片及其制备方法和应用
一种二维超薄镍掺杂二硫化钼纳米片及其制备方法和应用摘要1.简介二维材料自从石墨烯的发现以来，受到了广泛的关注。
近年来，二硫化钼（M oS2）作为重要的二维材料之一，其优异的电子、光学和磁学性质备受研究者的青睐。
为了进一步改进Mo S2的性能，镍掺杂二硫化钼纳米片被提出并引起了极大的关注。
2.制备方法本文采用化学气相沉积法制备镍掺杂二硫化钼纳米片。
具体步骤如下：1.在石英基片上制备N i掺杂M oS2材料的前驱体。
2.将前驱体放入高温炉中，在硫化氢气氛下进行热解，得到N i-Mo S2纳米片。
3.通过扫描电子显微镜（S EM）、透射电镜（T EM）等表征手段对样品进行形貌和结构分析。
通过X射线衍射（X R D）对材料的晶体结构进行鉴定。
3.特性和性能经过测试与分析，我们得出了以下关于Ni-Mo S2纳米片的特性和性能：优异的电子传输性能-：N i-M oS2纳米片显示出高迁移率和低电阻率的特点，适用于高频电子器件等应用。
卓越的光催化活性-：N i掺杂提高了MoS2对可见光的响应能力，使得N i-M oS2纳米片在光催化领域有着广阔的应用前景。
可调制的磁性-：N i掺杂引入了磁性，使得N i-Mo S2纳米片在磁性存储和传感器等领域具备了更广泛的应用空间。
4.应用前景基于Ni-M oS2纳米片的独特特性和性能，我们将其应用于以下领域：能源领域-：利用N i-Mo S2纳米片的光催化活性，可以应用于光电池、水分解等领域，提高能源转化效率。
纳米电子学-：N i-Mo S2纳米片的优异电子传输性能使其成为高频电子器件的理想候选材料。
磁性存储-：N i-Mo S2纳米片的可调制磁性为磁性存储器件提供了新的思路和可能性。
生物传感器-：由于其独特的光学和电学性质，N i-Mo S2纳米片可用于生物传感器的构建，用于检测和识别生物分子。
结论。
2024年二硫化钼市场前景分析
2024年二硫化钼市场前景分析引言二硫化钼（MoS2）是一种具有良好导电性和润滑性的材料，被广泛应用于电子、光电、能源等领域。
本文将对二硫化钼市场前景进行分析，并探讨其发展趋势和潜在机会。
二硫化钼市场概述二硫化钼是一种常见的二维材料，其层间结构具有特殊的电子和光学性质，使其在许多应用中具备巨大潜力。
目前，二硫化钼市场正快速增长，主要受到以下因素的推动：1.电子行业需求增长：随着电子产品市场的不断扩大，二硫化钼作为半导体材料被广泛用于智能手机、平板电脑和计算机等电子设备中的电子元件。
2.光电行业发展：二硫化钼具有优异的光电转换效率和光学特性，因此在太阳能电池、光电探测器和光学器件等领域具备广阔的市场潜力。
3.能源领域需求增加：二硫化钼作为催化剂在能源领域中的应用也越来越受到关注，尤其是在电池、燃料电池和储能系统等领域。
二硫化钼市场影响因素二硫化钼市场前景的发展受到多个因素的影响，以下是一些关键因素的分析：技术进步和研发投入随着科技的不断进步，二硫化钼的制备技术不断更新，其性能也不断提高。
同时，各大科研机构和企业也不断加大研发投入，以开发更多应用的二硫化钼产品。
这些技术进步和创新将推动市场的增长。
环境法规和政策支持随着环境保护意识的提高，对清洁能源和可再生能源的需求也越来越大。
二硫化钼作为能源领域的催化剂具有重要作用，受到环境法规和政策的支持，其应用市场潜力将进一步扩大。
市场竞争与产品价格二硫化钼市场竞争激烈，市场上存在着多家生产商。
随着市场规模的扩大，产品价格也会受到市场供需关系的影响。
因此，企业需要通过提高产品品质和不断降低成本来保持竞争力。
2024年二硫化钼市场前景分析根据以上因素的影响，可以预测二硫化钼市场未来的发展趋势和前景：市场规模的扩大随着电子和光电行业的快速发展，二硫化钼的需求将继续增加。
预计在未来几年内，二硫化钼市场的规模将持续扩大。
新兴应用的探索除了传统的电子和光电领域，二硫化钼在能源、化工和医药等领域也具备广阔的应用前景。
二硫化钼及其复合材料的制备与应用
二硫化钼及其复合材料的制备与应用二硫化钼（MoS2）是一种具有广泛应用前景的二维材料，具有优异的力学性能、光电性能和化学稳定性。
在过去的几年里，二硫化钼及其复合材料已经成为研究的热点，其在能源存储、光电器件、传感器和催化剂等领域都具有重要的应用价值。
二硫化钼具有独特的层状结构，每个层由一个钼原子层和两个硫原子层交替排列组成。
这种层状结构赋予了二硫化钼优异的力学性能，使得其具有很高的弹性模量、优异的弯曲性能和强大的韧性，因此被广泛应用于纳米电子学、柔性电子学和纳米机器人等领域。
在光电器件方面，二硫化钼具有优异的光电转换性能和光电学特性，可以用于制备光伏材料、光电探测器和光电传感器等器件，其在太阳能电池和光电器件领域有着广阔的应用前景。
二硫化钼还具有优异的光催化性能，可以作为催化剂用于光催化水分解和二氧化碳还原等反应中。
在能源存储方面，二硫化钼因其独特的电化学性能和优异的导电性能，可以被应用于锂离子电池、超级电容器和钠离子电池等能源存储器件中。
其具有高比容量、优异的循环稳定性和优异的充放电性能，因此在能源存储领域有着广泛的应用前景。
除了单一的二硫化钼材料外，二硫化钼复合材料也备受关注。
通过将二硫化钼与其他二维材料或者纳米材料进行复合，可以进一步提升材料的性能和功能。
将二硫化钼与石墨烯复合可以增强其导电性能和力学性能；将二硫化钼与氧化物复合可以提高其光催化性能和光电转换性能。
二硫化钼复合材料已经成为研究的热点之一，其在各个领域都具有重要的应用价值。
目前，二硫化钼及其复合材料的制备方法主要包括机械剪切法、化学气相沉积法、溶液法、水热法等。
这些制备方法各有优缺点，可以根据材料的具体应用需求进行选择。
随着二硫化钼及其复合材料研究的不断深入，新的制备方法和表征技术也在不断涌现，为其在各个领域的应用提供了更多的可能性。
二硫化钼及其复合材料的制备与应用
二硫化钼及其复合材料的制备与应用二硫化钼（MoS2）是一种典型的层状二维材料，具有优异的电学、光学、力学和化学性质。
MoS2在电子学、光电子学、化学传感器等领域具有广阔的应用前景。
本文主要介绍MoS2及其复合材料的制备和应用。
1. MoS2的制备方法MoS2的制备方法主要有三种：机械剥离法、气相化学气相沉积法（CVD）和气相沉积-结晶法。
（1）机械剥离法机械剥离法是一种简单易行的制备方法。
将天然MoS2矿物进行机械剥离，可以得到单层或多层MoS2。
该方法制备的MoS2具有宽带隙，适合制备场效应晶体管和光电器件。
但机械剥离法的缺陷在于MoS2表面容易产生化学反应，导致在制备过程中MoS2的物理化学性质改变。
（2）气相化学气相沉积法气相化学气相沉积法是一种制备高质量MoS2的方法。
该方法使用Mo和S的前体化合物，如Mo(CO)6和(DMT)2S，通过化学反应制备MoS2。
CVD法可控制MoS2的厚度和形状，得到高质量MoS2，具有优异的电学性质。
（3）气相沉积-结晶法气相沉积-结晶法是一种新型的MoS2制备方法。
该方法通过等离子体化学气相沉积，在Silicon衬底上生长MoS2薄膜，在高温环境下结晶。
该方法制备的MoS2具有非常高的结晶度，垂直于衬底的MoS2纳米片数量高达10层。
这种高质量MoS2具有极佳的电学和光学性质。
2. MoS2的应用MoS2具有较大的比表面积、良好的吸附性能和优异的光学性能，被广泛应用于传感器、光电器件和催化剂等领域。
（1）传感器应用MoS2能够通过吸附分子，在表面产生多种物理化学性质的变化，因此被广泛应用于气体传感器和化学传感器。
在气体传感器中，MoS2可以吸附NH3、NO2、CO、H2等气体，能够实现高灵敏度和高选择性的检测。
在化学传感器中，MoS2可以吸附Na+、K+等离子体，实现高精度的离子浓度检测。
（2）光电器件应用MoS2具有可调谐的光电性质，在光电器件中具有广泛的应用前景。
二硫化钼二维材料的结构
二硫化钼二维材料的结构二硫化钼（MoS₂），说到这个名字，可能大家会觉得它听起来像是某个高大上的化学元素，实际上它可不只是一个简单的化学品。
你可以把它想象成是材料科学里的明星，特别是在二维材料领域。
好吧，说到这里，可能有些小伙伴已经开始觉得头晕了，啥是二维材料啊？别急，我这就给你讲讲。
二硫化钼的名字其实很简单，仔细看，它就像是硫和钼元素的“亲戚”组合。
它是由钼（Mo）和硫（S）两个元素通过化学键结合形成的，名字里的“二”字就代表了每个钼原子旁边都有两个硫原子。
你可以把它想象成是一个小小的“钼硫”三明治，钼原子就像是夹心，硫原子是外面的两片面包。
这个结构简单吧？不过，它的作用可不简单。
好啦，我们继续聊聊它的结构。
二硫化钼在不同的形态下表现得截然不同。
大家可能知道，通常的物质是三维的，意思是它们在空间里占据了长、宽、高三个方向。
可是二硫化钼呢，它可以“压缩”成二维材料，也就是说，它只在两个维度上扩展。
你就想象一下，把原本的厚厚一本书压成了一张纸，变得超薄，只有几层原子厚。
这种二维结构可不是一般的“纸”，它可非常神奇！在二维世界里，二硫化钼不仅仅是薄，它还能展现出一些奇特的性质，比如超强的导电性、光学性能，甚至能在某些场合下代替硅，成为未来电子设备的小“英雄”。
说到这里，大家可能会好奇，二硫化钼是怎么做到“薄”又“强”的？其实啊，二硫化钼的原子排列有着自己独特的方式。
它的层次结构就像是一本书，每一页都是由钼和硫原子紧密排列而成的，原子之间通过化学键“牵手”，形成了坚固的连接。
但是，层与层之间的结合方式比较松散，只是靠范德华力（就是一种非常微弱的吸引力）保持着联系。
因此，尽管它的结构超薄，层与层之间却能够相对滑动，这就给它带来了很好的可调性和柔韧性。
所以，它不仅仅适合做电子元件，甚至可以应用到柔性电子产品上，像是可穿戴设备、智能显示屏等。
哎，可能有小伙伴要问了：这和我有什么关系？其实啊，二硫化钼的应用越来越广泛，真的是“身边有它”的节奏。
二硫化钼及其复合材料的制备与应用
二硫化钼及其复合材料的制备与应用二硫化钼（MoS2）是一种常见的二维材料，具有广泛的应用前景。
制备和应用技术的研究对于开发其潜在的应用具有重要意义。
本文将讨论关于二硫化钼及其复合材料制备和应用的相关内容。
谈到了二硫化钼的制备方法。
传统的制备方法主要包括化学气相沉积（CVD）、气体相硫化法、机械合成法、水热法等。
CVD是一种常用的方法，通过在高温下将金属硫化物分子在基底上分解沉积，形成二硫化钼薄膜。
机械合成法则是将金属硫化物与硫反应，通过机械装置将其研磨并制成纳米颗粒。
水热法则是利用水热反应条件，在高温高压下将硫与金属离子（如钼离子）反应生成纳米级的二硫化钼颗粒。
介绍了二硫化钼复合材料的制备方法。
二硫化钼复合材料的制备通常涉及将二硫化钼与其他材料进行复合。
常见的复合材料包括二硫化钼/石墨烯复合材料、二硫化钼/多壁碳纳米管复合材料等。
这些复合材料的制备方法一般包括物理混合法、化学沉积法、电化学沉积法等。
制备二硫化钼/石墨烯复合材料时，可以通过机械混合法将二硫化钼颗粒与石墨烯颗粒混合，然后用化学还原法将其还原成复合材料。
然后，探讨了二硫化钼及其复合材料的应用。
由于其独特的物理和化学性质，二硫化钼及其复合材料在电子器件、光电器件、催化剂、传感器、润滑剂等领域具有广泛的应用。
二硫化钼薄膜可以作为电子器件中的场效应晶体管（FET）的通道材料，用于制备高性能的电子器件。
二硫化钼/石墨烯复合材料可以用于制备高性能的电池电极材料，提高电池的能量存储性能。
二硫化钼复合材料还可以用作催化剂，在化学反应中起到催化作用。
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研究背景
中国石墨烯技术重大突破——石墨烯层数可调控
近期，中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室SOI材料课 题组在层数可控石墨烯薄膜制备方面取得新进展。课题组设计了Ni/Cu体系，并利用离子注入技 术引入碳源，通过精确控制注入碳的剂量，成功实现了对石墨烯层数的调控。相关研究成果以S ynt-hesis of Layer Tunable Graphene: A Combined Kinetic Implantation and Thermal Ejection Ap-proa ch为题作为背封面（Back Cover)文章发表在Advanced Functional Materials 2015年第24期上。 石墨烯以其优异的电学性能、出众的热导率以及卓越的力学性能等被人们普遍认为是后硅 CMOS时代延续摩尔定律的最有竞争力的电子材料，拥有广阔的应用前景。然而，针对特殊的 应用需求必须对石墨烯的层数进行精确控制。上海微系统所SOI材料课题组围绕石墨烯层数控制 问题，结合Ni和Cu在CVD法中制备石墨烯的特点，利用两种材料对碳溶解能力的不同，设计了 Ni/Cu体系（即在25μm厚的Cu箔上电子束蒸发一层300nm的Ni)，并利用半导体产业中成熟的离 子注入技术将碳离子注入到Ni/Cu体系中的Ni层中，通过控制注入碳离子的剂量（即4E15ato-ms/ cm2剂量对应单层石墨烯，8E15atoms/cm2剂量对应双层石墨烯)，经退火后成功实现了单、双层 石墨烯的制备。 与传统的CVD制备石墨烯工艺相比，离子注入技术具有低温掺杂、精确的能量和剂量控制 和高均匀性等优点，采用离子注入法制备石墨烯单双层数仅受碳注入剂量的影响，与气体的体 积比、衬底厚度以及生长温度无关。此外，离子注入技术与现代半导体技术相兼容，有助于实 现石墨烯作为电子材料在半导体器件领域真正的应用 该研究得到了国家自然科学基金委创 新研究群体、优秀青年基金、中国科学院高迁移率材料创新研究团队等相关研究计划的支持。
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研究背景
半导体所等共同证实单层二硫化钼谷选择圆偏振光吸收性质
《自然—通讯》（Nature Communications）最近发表了北京大学国际量子材料科学 中心(冯济研究员和王恩哥教授为通讯作者)与中国科学院物理研究所和半导体研究所合 作的文章Valley-selective circular dichroism of monolayer molybdenum disulphide。这项研 究工作首次从理论上预言，并从实验上证实了单层二硫化钼的谷选择圆偏振光吸收性质。 对新型材料新奇量子特性的探索在现代科学研究中具有重要意义，它不但帮助人们 认识物理学规律，还为高新技术的发展推波助澜。对称性和拓扑结构在近期对新型量子 材料的探索备受关注。在这篇文章中，冯济研究员等通过第一性原理计算研究，对于单 层二硫化钼的光吸收进行了研究分析。这项工作表明，单层二硫化钼的能带在六边形布 里渊区的顶点附近拥有“谷”状结构，而相邻顶点的谷并不等价，它们分别吸收左旋光 和右旋光，其选择性近乎完美。这一理论得到了物理所刘宝利研究员研究组和半导体所 谭平恒研究员研究组在实验上的证实。 这项研究首次发现了材料中谷的旋光选择性，对于新一代电子学—谷电子学的发展 具有极其重要的意义。此前，谷电子学应用的最大挑战，即谷极化尚未在单层原子薄膜 中实现，而单层二硫化钼的谷选择性圆偏振光吸收特征恰恰解决了这一问题。材料的光 霍尔效应更为单层二硫化钼中光电子学与谷电子学应用构筑了桥梁。 这项研究得到了国家自然科学基金委、国家科技部等的资助。
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MoS2
近年来，以石墨稀为代表的二维纳米材料在微纳米电子领域引起了人们 的广泛兴趣，大家对于什么材料能够取代硅成为下一代大规模集成电路的基 础材料非常关心。石墨稀一度成为人们关注的焦点，但其表现出的无带隙的 能带结构并不适于电路的制作。因此，具有相似结构性质，但在能带结构上 更加优秀的二硫化钼逐渐成为新型半导体材料的研究热门。 MoS2起初作为工业润滑剂试用，然而随着纳米科技的兴起，人们对于 MoS2的研究也转入到纳米尺寸范围。单层MoS2是禁带宽度为1.8eV的二维直 接带隙半导体材料, 可以用来发展新型的纳米电子器件和光电功能器件。
目录
1
研究背景
MoS2
典型应用：MOS管
2
3 4
展望
1
研究背景
简介
维度是最能定义材料体系的一个重要参数。由于 维度受限导致的小尺寸效应、量子限域效应和表面效 应等的作用，低维结构表现出新颖的结构特性和独特 的物理性质。低维结构是指三维空间中至少有一维尺 度受限，并且还必须表现出新的特性或性能提升，两 者缺一不可。按维数分类，纳米结构的基体可分为零 维、一维、二维和三维。准零维（原子团簇、纳米颗 粒等）、准一维（纳米线、纳米管等）以及由低维结 构为基元组成的三维结构随着纳米科学与技术的快速 发展被广泛研究。
/Article/ShowInfo.asp?InfoID=27280.
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MoS2
MoS2简介
二硫化钼作为典型的过渡金属层状二元化合物，其热稳定性和 化学稳定性良好，被广泛应用于固体润滑剂、电极材料和反应催化 剂等领域。同时，作为类石墨烯单层过渡金属化合物，单层凭借其 优秀的光学和电学性质在辅助石墨烯甚至替代石墨烯上有着很好的 前景，在晶体管制造和电子探针的应用等方面也为人关注，而多层 二硫化钼在光学传感器上的应用也逐渐为人们所探索。
二维材料典型 代表：石墨烯
3
研究背景
制备石墨烯（graphene）之路
早期美国和日本的科学家试图分别利用硅片以及原子力显微镜的针尖在石 墨的表面摩擦获得单层的石墨烯，但是很可惜没有对产物进行细致的测量。 2005年，美国Kim Philip 等人通过铅笔的石墨笔芯划写表面，也成功地得 到了石墨薄片，但是这些薄片的最低层数只能够达到十层左右这个工作为 单层石墨烯实物的发现提供了一种可能，令人遗憾的是幸运之神并没有眷 顾他们。 利用石墨独特的层内强共价键结合而层间范德瓦尔斯弱相互作用的特点， 人们长期以来一直试图尝试把石墨这种层状材料分解为单个原子层。其中 化学剥离的方法可以将层状材料的各单位原子层有效分离，但是无法从剥 离后的胶状体中提取出孤立的二维晶体；化学剥离石墨的实验结果也表明， 其剥离产物是多个原子层的原子晶体堆垛而成。
/Article/ShowInfo.asp?InfoID=51115
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研究背景
过渡金属二硫属化物
自从石墨烯问世以来, 与其结构类似的二维层状纳米材料在众多研究领域引 起了更为广泛的关注。其中，过渡金属二维层状化合物的光、电、力学和催化 等性能虽然在过去得到一定关注，但对它们的研究一直处于初步阶段，直到近 些年才取得一些突破性的进展。二维过渡金属二硫属化物XM2（其中X代表过渡 金属原子，M代表硫族元素）以其半导体性被认为是有希望延续摩尔定律的材 料。二维过渡金属二硫属化物(transition metal dichalcogenides )包含44种能形成 稳定二维结构的化合物，其中有金属（例如NbTe2, TaTe2），半导体（MoS2， MoSe2,WS2），也有超导体（NbS2, NbSe2, TaS2）。类似于石墨烯，二维过渡金 属二硫属化物也是一种层状材料，层与层之间通过范德瓦尔斯力相互作用，可 以通过剥离的方法得到单层。在过渡金属二硫属化物中，二硫化钼因其在电子、 光电领域潜在的应用前景，是研究最多的一种材料。 二硫化钼(MoS2) 是已知的二维半导体材料中光电性能最优秀的材料之一,单 原子层厚的MoS2 是禁带宽度为1.8 eV 的二维直接带隙半导体材料, 可以用来发 展新型的纳米电子器件和光电功能器件[1]。
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研究背景
K.S. Novoselov 和 A.K. Geim 等 人 于 2005 年 首 次 提 出 了 二 维 原 子 晶 体（Two-dimensional atomic crystals）这个概念用来描述石墨烯和类石墨烯的 二维结构。 利用K.S. Novoselov和A.K. Geim的思路，多种范德瓦尔斯层状材料的基本层 结构构成的类石墨烯二维结构被成功制备出来。类石墨烯结构的二维结构不 仅有效继承了其母体材料各向异性的结构特征，其层内为强的共价键结合； 同时由于维度的降低其性质表现得更加独特。种类繁多的类石墨烯二维结构 家族已在功能结构材料、新型光电器件与集成、催化、传感与清洁可再生能 源等诸多领域都展现出了广阔的应用前景。
英国曼彻斯特大学的K.S. Novoselov和A.K. Geim两位俄裔科学家利用最普 通的胶带在高定向热解石墨上反复剥离，最终首次从石墨中剥离出单个原 子层的基本层结构，即石墨烯。石墨烯的发现立即震撼了凝聚态物理界， 这一突破性进展为类石墨烯二维原子晶体的制备及其新奇量子效应研究开 拓了崭新的领域。
图（4S2的能带图
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MoS2
与具有二维层状结构的石墨烯不同, 类石墨烯二硫化钼具有特殊 的能带结构(图5), 它的布里渊区的能带是一个平面, 该面上每一点与 布里渊区中心的连线都构成一个k 矢量(即波数矢量), 而每一个k 矢量 都有一个能级E(k)与之对应, 故将该布里渊区平面沿着高对称点展开 即得图5 中的能带展开图.Γ表示布里渊区中心, H、K和Λ分别表示布 里渊区的高对称点, C1表示导带, 而V1 和V2 则表示两条分立的价带; A、B表示从导带到价带的两种竖直跃迁方式, 而I 则表示从导带到价 带的非竖直跃迁方式;Eg表示竖直跃迁的能带隙而Egʹ则表示非竖直跃 迁的能带隙. 相比于石墨烯的零能带隙, 类石墨烯二硫化钼存在1.291.90 eV 的能带隙, 而二硫化钼晶体的能带隙为Egʹ=1.29 eV, 电子跃迁 方式为非竖直跃迁; 但当小于100 nm时, 由于量子限域效应, 能隙不断 扩大, 单层二硫化钼的能带隙达到1.90 eV, 同时电子的跃迁方式变为竖 直跃迁。
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MoS2
MoS2 基本 特性
二硫化钼（是典型的过渡金属层状二元化 合物，常温常压下表现为浅灰色有光泽的粉末， 以辉银矿的形式在自然界中天然存在。二硫化 钼热稳定性好，溶点1185℃ ，化学稳定性高， 不溶于水、稀酸和浓硫酸，溶于沸浓硫酸和王 水。二硫化钼在自然界中一般以菱形晶系及六 角晶系两种晶体结构存在，其中六角晶系结构 更为稳定。二硫化钼体材料是由各个单层相对 堆叠而成的，每个单层是由两层S原子与一层 Mo原子堆叠形成的三明治状的层状结构。 MoS2层与层之间由微弱的范德瓦尔兹力相互连 系。当联系层与层间的范式力被切断时，体材 料的二硫化钼便切割为单层二硫化钼。