二硫化钼量子点及异质结的制备和其荧光调控研究
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。
层状mos2和ws2的制备及压力调控研究
摘要层状过渡金属二硫族化合物是一种由过渡金属原子和硫族原子形成的具有类石墨烯结构的准二维材料。
其中，2H相的层状过渡金属二硫化物是学术研究的热潮，其结构特点是由过渡金属和硫族元素各自组成的两种六边形格子套构而成，最终共价地形成了两层硫族元素夹一层过渡金属的三明治结构，具有六方对称性。
研究表明，与零禁带宽度的石墨烯不同，许多典型的二维过渡金属二硫族化合物具有一个1.5-2.7eV的禁带宽度，因此在电子器件和光致发光方面都具有重要的应用前景。
在本文中，我们将以典型的2H相层状二硫化物MoS2和WS2作为研究对象，利用化学气相沉积生长方法制备薄层MoS2和WS2，并利用金刚石对顶砧高压技术分别对体材料和单层MoS2及WS2的晶格结构和激子发光特性进行调制，探讨压力调控下结构和发光性质的变化，主要获得以下三个方面的实验结果：（1）使用化学气相沉积方法时，过渡金属三氧化物相对于硫的局部蒸汽分压大小对外延生长十分重要。
高温会破坏成核反应和外延生长。
α-蓝宝石界面与2H过渡金属二硫族化合物晶体结构接近，有利于成核和外延生长。
氢气有助于还原过渡金属三氧化物，增大薄层的外延生长面积。
（2）体相MoS2在高压下出现平面内E2g2振动模式劈裂，表征体材料发生层间滑移，对应2Hc到2Ha的一级相变。
在氧化硅片基底上，单层MoS2在高压下出现平面内振动E’和平面外振动A1’ 模式的劈裂，单层WS2出现非拉曼活性的平面外振动B模式，并且与A1’模式一样发生劈裂，证明单层内晶格发生扭曲。
在金刚石砧面上，单层WS2无模式劈裂，表征晶体结构扭曲来自基底形变。
（3）单层MoS2和WS2的1s态A激子荧光在压力下蓝移，发光强度变弱。
根据单层WS2的高压吸收光谱分析得到高压下光学带隙变大，自旋轨道耦合相互作用几乎不变。
结合其荧光峰强度和吸收强度变化分析，得到高压下库伦作用加强，出现中性到负电激子的转化机制。
关键词：化学气相沉积，高压物理，拉曼散射光谱，荧光及吸收光谱，激子，二硫化钼，二硫化钨。
二硫化钼基电极材料空间限域法制备研究进展
第48卷第7期 2020年7月硅 酸 盐 学 报Vol. 48，No. 7 July ，2020JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY DOI ：10.14062/j.issn.0454-5648.2020.07.20190761二硫化钼基电极材料空间限域法制备研究进展陶 锴，徐一锋，刘继宁，高 濂，宋雪峰(上海交通大学材料科学与工程学院，上海 200240)摘 要：二硫化钼作为过渡金属硫化物由于其具有与石墨类似的结构，表现出优异的电学、化学、机械和热性能，因而备受关注。
但制备高质量的二硫化钼仍是个巨大的挑战。
采用空间限域法制备高性能的二硫化钼，是一种新型的合成策略，正逐渐被广泛接受。
空间限域法能够有效制备具有特定形貌、少层、高反应活性边缘、单相的二硫化钼。
总结了不同维度空间限域法制备二硫化钼，及其在锂离子电池、超级电容器、光电催化等方面的研究进展，同时对其前景做出了展望。
关键词：二硫化钼；空间限域；锂离子电池；超级电容器；光电催化中图分类号：TQ174 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2020)07–1081–09 网络出版时间：2020–04–13Research Progress on Space-Confined Synthesis of Molybdenum DisulfideTAO Kai , XU Yifeng , LIU Jining , GAO Lian , SONG Xuefeng(School of Materials Science & Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China)Abstract: MoS 2 has attracted great attentions as a transition metal sulfide due to its excellent electrical, chemical, mechanical and thermal properties, which has the similar structure of graphite. However, the synthesis of high-quality MoS 2 is still a challenge. MoS 2 with specific morphology, a few layers, high active edges and single phase can be prepared by a space-confined method as a novel synthetic strategy. This review summarized the synthesis of MoS 2 by different dimensional space-confined methods, In addition, research progress on lithium-ion batteries, supercapacitors, photoelectrocatalysis, etc . and future development were also prospected.Keywords: molybdenum disulfide; space-confined; lithium-ion battery; supercapacitor; photoelectrocatalysis在过去的10年间，二维(2D)纳米材料独特的2D 原子结构使其具有许多理想的特性，例如高的机械强度、柔韧性、光学透明度和电子约束效应，这些特点激发了二维材料在电子、光电和能量存储领域的广泛研究[1‒5]。
二硫化钼半导体
二硫化钼半导体二硫化钼（MoS2）是一种重要的半导体材料，具有广泛的应用前景。
本文将介绍二硫化钼半导体的特性、制备方法以及其在电子学和光电子学中的应用。
让我们来了解一下二硫化钼半导体的特性。
二硫化钼是一种层状材料，由钼和硫元素交替排列而成。
每个钼原子被六个硫原子包围，形成了一个六角形的晶格结构。
这种结构使得二硫化钼具有特殊的电子性质。
二硫化钼是一个直接带隙半导体，带隙约为1.2-1.9电子伏特。
与传统的硅半导体相比，二硫化钼具有更好的光电转换效率和较高的载流子迁移率。
制备二硫化钼半导体的方法有多种，其中最常用的方法是化学气相沉积（CVD）和机械剥离法。
CVD方法通过在高温下将钼和硫化氢气体反应生成二硫化钼薄膜。
机械剥离法则是通过机械方法将层状的二硫化钼从其母体材料中剥离出来。
这两种方法都可以制备出高质量的二硫化钼薄膜，用于后续的器件制备。
二硫化钼半导体在电子学和光电子学领域有广泛的应用。
在电子学方面，二硫化钼可以作为场效应晶体管（FET）的材料，用于制备高性能的可弯曲电子器件。
二硫化钼的层状结构使得它具有优异的机械柔韧性，可以承受较大的形变而不影响其电学性能。
这使得二硫化钼在柔性电子器件中具有巨大的应用潜力。
在光电子学方面，二硫化钼可以用于制备光电探测器和光伏电池等器件。
由于二硫化钼的带隙与可见光谱范围相匹配，因此它可以吸收可见光并产生电子-空穴对。
这使得二硫化钼成为一种理想的光电转换材料。
研究人员已经制备出了基于二硫化钼的高效光电探测器和光伏电池，并取得了很好的性能。
二硫化钼半导体作为一种重要的材料，在电子学和光电子学领域具有广泛的应用前景。
通过合适的制备方法，可以得到高质量的二硫化钼薄膜，用于制备高性能的器件。
未来，随着对二硫化钼半导体性能的深入研究，相信它将在更多领域展现出其巨大的潜力。
二硫化钼的结构与性质
二硫化钼的结构与性质作者：***来源：《中国科技纵横》2018年第24期摘要：近年来，二硫化钼被越来越多的应用于半导体领域。
二硫化钼有着许多特殊的性质，特别是当二硫化钼由块体转为单层时，能带结构由间接带隙变为直接带隙，带隙宽度约1.9eV。
相较于单层石墨烯的零带隙来说，单层二硫化钼弥补了其在能带结构方面的不足，拓宽了二维半导体材料的应用范围。
单层二硫化钼因其特殊的晶体结构和能带结构，在光电子、微电子等领域有着良好的应用前景。
关键词：二硫化钼；二维层状结构；能带结构；光电性质中图分类号：TB383.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）24-0254-03二硫化钼属于过渡族金属二硫化物，即transition metal dichalcogenide，缩写为TMDC。
TMDC的化学式可写为MX2，其中M代表第IV族Zr、Ti、Hf，第V族V、Nb、Ta和第VI 族元素Mo、W等元素，而X代表S、Se、Te。
分层过渡金属硫化物是一类重要的二维材料，包括三种属性：金属性、半金属性和半导体性。
二硫化钼是一种典型的分层范德瓦耳斯材料，具有半导体特性[1]。
本文主要阐述二硫化钼的能带结构、光电特性以及单层二硫化钼的制备与检测等内容。
1 二硫化钼的结构与性质1.1 晶体结构二硫化钼块体具有八面体配位的四方晶系（1T）、钼原子三棱柱配位的六方对称晶系（2H）和斜方对称晶系（3R）三种晶体结构，其中最稳定最常见的状态是六方对称结构。
在二维二硫化钼薄膜中，既存在钼原子三方柱面体配位的1H结构，也存在八面体配位的1T构型，其中最稳定的是1H构型[2]。
单层二硫化钼由S-Mo-S三层原子构成[3]，如图1所示，夹层每个S原子和中间层的三个Mo原子通过共价键结合，中间层每个Mo原子通过共价键与两个夹层的六个S原子相结合，在二硫化钼层内具有很强的平面化学键，保证了二维材料的稳定性。
由于二硫化钼层与层通过范德瓦尔斯力结合，层间距约为0.65nm，耦合作用很弱，因而很容易被分离成独立的单层材料。
单层二硫化钼的磁光电导率研究
单层二硫化钼的磁光电导率研究摘要本文采用分子束外延生长技术成功生长出单层二硫化钼薄膜。
通过分别进行光学、电学和磁学性质的测试，研究了单层二硫化钼的光电导率和磁光效应。
研究结果表明，单层二硫化钼具有较高的光电转换效率和磁光效应，显示出其在光电子学和磁电子学领域有广阔的应用前景。
关键词：单层二硫化钼；分子束外延生长技术；光电导率；磁光效应引言实验方法本研究主要采用分子束外延生长技术生长单层二硫化钼薄膜。
详细的生长步骤可见其他相关文献 chen.2014.056。
生长的单层二硫化钼薄膜在光学、电学和磁学性质测试前需要进行化学清洗和制备，详见其他文献 liu.2016.011。
实验采用的测试仪器包括示波器、激光发射仪和光谱仪等。
结果与讨论图1 展示了生长的单层二硫化钼薄膜的光学特性。
通过测量其在可见光范围内的吸收谱，可以发现单层二硫化钼具有特定的吸收峰，且峰值位于450~500 nm范围内，符合其二维材料的特征。
图2 展示了单层二硫化钼在不同光照强度下的电流-电压特性，可以发现随着光强的增加，单层二硫化钼的电流也随之增加，电导率明显提高。
进一步地，我们采用光生震荡磁场法对其磁光效应进行测试，结果显示单层二硫化钼具有较强的磁光效应，随着磁场的增加，其光学旋转角度也逐渐增加。
结论本研究成功生长了单层二硫化钼薄膜，并对其的光学、电学和磁学性质进行了测试。
研究结果表明，单层二硫化钼具有较高的光电转换效率和磁光效应，显示出其在光电子学和磁电子学领域有广阔的应用前景。
单层二硫化钼的高电导率和广泛的光谱响应性质，使其成为一种重要的光电子学的材料 candidate.2018.042, darek.2015.019。
随着人们对于高效光电器件需求的不断提高，单层二硫化钼作为光电转换材料的研究也越来越受到关注。
通过对其光电导率、发光性质、太赫兹吸收和超快光响应等性质的研究，人们发现单层二硫化钼可以应用于光控制开关、光电转换器件、太赫兹探测、异质结二极管和高性能的光电晶体管等众多领域zhang.2015.055, bertolazzi.2011.024, jin.2015.061。
03硫化镉量子点的可控制备及荧光性能研究_佘厚德
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西 北 师 范 大 学 学 报 （ 自然科学版 ） （ ） Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ Ｎ ｏ ｒ ｍ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｙ Ｎ
第５ ０卷 Ｖ ｏ ｌ ． ５ ０
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自然科学版 ） ０卷２ ０ １ ４ 年第 ６ 期 西 北 师 范 大 学 学 报 （ 第５ （ ） ｏ ｌ ． ５ ０ ２ ０ １ ４ Ｎ ｏ ． ６ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ Ｎ ｏ ｒ ｍ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｃ ｅ Ｖ ｙ Ｎ
二硫化钼光电材料的应用研究进展
二硫化钼光电材料的应用研究进展程伟琴;岑文玲;霍二福;王毅楠;赵增兵;陈秋丽【摘要】二硫化钼有特殊的类石墨烯的层状结构及独特的物理化学性质,近几年受到了研究者的广泛关注,在光电材料领域的应用也成为了研究热点.简要概述了二硫化钼的物理结构及光电性质,介绍了二硫化钼在场效应晶体管、锂电池/太阳能电池、传感器等光电领域的应用研究现状,并对未来二硫化钼在光电材料领域的应用做出了展望.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2017(034)010【总页数】5页(P16-20)【关键词】二硫化钼;物理结构;光电材料;应用【作者】程伟琴;岑文玲;霍二福;王毅楠;赵增兵;陈秋丽【作者单位】河南省化工研究所有限责任公司,河南郑州 450052;河南省精细化工中间体工程技术研究中心,河南郑州 450052;河南医学高等专科学校,河南郑州451191;河南省化工研究所有限责任公司,河南郑州 450052;河南省精细化工中间体工程技术研究中心,河南郑州 450052;河南省科学院质量检验与分析测试研究中心,河南郑州 450008;河南省化工研究所有限责任公司,河南郑州 450052;河南省精细化工中间体工程技术研究中心,河南郑州 450052;河南省化工研究所有限责任公司,河南郑州 450052;河南省精细化工中间体工程技术研究中心,河南郑州 450052;河南省化工研究所有限责任公司,河南郑州 450052【正文语种】中文【中图分类】TQ15;TQ136.12二硫化钼(MoS2)具有类似石墨的层状结构。
单层MoS2由三层原子云构成，多层的MoS2是由若干单层MoS2组成，层间距约0.65 nm，如图1所示的“三明治”结构[1-3]。
且层间存在小的范德华力，使得层与层容易分离，因此其摩擦系数低，且有较好的热稳定性，所以，硫化钼已在固体润滑剂等领域被广泛应用[4]。
随着科研人员对硫化钼的合成技术不断地深入研究及理论探索，纳米硫化钼的合成使其润滑性能大幅提高[5]。
二硫化钼的作用
二硫化钼的作用二硫化钼（MoS2）是一种常见的二维材料，由钼和硫元素组成。
它具有许多独特的物理和化学属性，使其在各种领域中拥有广泛的应用。
本文将探讨二硫化钼的作用，包括其在材料科学、能源领域和生物医药领域中的应用。
一、二硫化钼在材料科学中的应用1. 电子器件：二硫化钼具有优异的电子传导性能和可调控的能带结构，使其成为制备高性能电子器件的理想材料。
研究表明，二硫化钼可以作为柔性电子器件中的透明导电层、场效应晶体管和可见光光伏器件的关键组件。
2. 光电器件：由于二硫化钼的带隙适中，能够吸收可见光和近红外光，同时又具有较高的光电子迁移率，因此在光电器件（如太阳能电池、光电传感器）中有着广泛的应用潜力。
二硫化钼的光学和电学性质的结合使其成为一种极具前景的光电功能材料。
3. 超级电容器：由于二硫化钼的高电容特性和较低成本，它在制备超级电容器方面具有巨大的潜力。
研究人员已经成功地利用二硫化钼制备了高性能的超级电容器，可应用于储能、电动汽车等领域。
二、二硫化钼在能源领域中的应用1. 氢化学储能：二硫化钼作为非贵金属催化剂，能够促进多种氢化反应，如水电解和氧化还原反应。
它具有高效的电化学催化性能，能够实现高产量和高选择性的水分解，从而为氢能源的生产和储存提供了新途径。
2. 润滑材料：由于二硫化钼的层状结构和低摩擦系数，它在润滑材料领域有着广泛的应用。
添加适量的二硫化钼到润滑油中，可以减少机械摩擦和磨损，提高机械设备的效率和寿命。
3. 光催化剂：二硫化钼由于其良好的光电催化性能，在太阳能转换和光催化分解水制氢等领域有着潜在的应用。
它能够吸收可见光和近红外光，并利用光能促进化学反应，为可持续能源的开发和利用提供了新的选择。
三、二硫化钼在生物医药领域中的应用1. 生物传感器：二硫化钼的高比表面积和优良的电化学特性使其成为生物传感器的理想材料。
研究人员已经成功地将二硫化钼应用于血糖检测、DNA分析和蛋白质检测等生物传感器的制备中。
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二硫化钼量子点及异质结的制备和其荧光调控研究类石墨烯二硫化钼（MoS<sub>2</sub>）作为过渡金属硫化物中重要的成员之一,因独特的性能而被广泛关注。
与MoS<sub>2</sub>纳米片相比,尺寸小于20 nm的MoS<sub>2</sub>量子点由于量子限制效应和边缘效应而具有新颖的特性和应用价值。
到目前为止,MoS<sub>2</sub>量子点已经应用于析氢反应,光催化,生物成像,光电器件等等。
然而,所报道的MoS<sub>2</sub>量子点的制备大多涉及到有机溶剂,具有毒性、耗时长、步骤繁琐等问题。
因此,探索出一种方便、高效率的合成MoS<sub>2</sub>量子点的方法具有重要意义。
此外,零维和二维材料结合成一个纳米异质结结构,可有效促进光激发电子-空穴对的分离,对于提高光电器件的光响应和探测率有很大的益处。
本文探索出了全新且便捷的制备MoS<sub>2</sub>量子点的方法,通过温和氢气等离子体处理和后续热退火的结合在薄层MoS<sub>2</sub>上合成了
MoS<sub>2</sub>量子点,并因量子点的量子限制效应实现对MoS<sub>2</sub>
的荧光调控。
另外,本文还制备了MoS<sub>2</sub>量子点与InSe异质结结构,研究了两者间的电荷转移特性及荧光调控影响。
论文的主要工作和结果归纳如下:1.采用温和氢气等离子体对薄层
MoS<sub>2</sub>进行处理,在薄层MoS<sub>2</sub>表面生成了
MoS<sub>2</sub>纳米点,系统地研究了等离子体的压强、氢气气体流量对纳米点尺寸的影响,在最优化的工艺条件实现了最小尺寸（40-50 nm）MoS<sub>2</sub>纳米点的制备。
热退火2 h后MoS<sub>2</sub>纳米点尺寸可进一步减小到10 nm 以内,MoS<sub>2</sub>量子点形成。
氢等离子体处理后,MoS<sub>2</sub>在574和582 nm附近出现两个新的荧光峰,是由于纳米点的量子限制效应引起的荧光特性偏移。
此外,热退火还能修复MoS<sub>2</sub>的缺陷（S空位）,导致MoS<sub>2</sub>拉曼峰和新的荧光峰强度增强,实现对MoS<sub>2</sub>荧光调控。
最后,对制备的MoS<sub>2</sub>量子点进行了电化学析氢测试,系统地探究了MoS<sub>2</sub>量子点的尺寸对析氢性能的影响,其中最小尺寸对应的起始电位最低（176 mV）。
2.采用乙醇和去离子水等比例混合的液相超声法制备溶液MoS<sub>2</sub>量子点,系统地探究了超声时间、离心速率对量子点尺寸的影响,经超声10 h、高速离心再过滤后可得到尺寸最小（20 nm左右）的
MoS<sub>2</sub>量子点。
通过旋涂法制备MoS<sub>2</sub>量子点与InSe垂直异质结,InSe荧光发生淬灭,表明两者间的耦合可以促进电荷转移效应。
针对不同层数InSe的荧光蓝移现象不同,又系统研究了MoS<sub>2</sub>量子点对不同层数InSe的荧光调控影响。
当InSe层数小于8 nm时,荧光淬灭的同时还会发生峰位蓝移现象,而层数大于8 nm时峰位不蓝移。
这可能归因于InSe厚度较高时,荧光带隙受到强大的层间相互作用的影响,MoS<sub>2</sub>量子点对InSe的荧光调控不明显。