二硫化钼薄膜及其光电器件的制备和性质研究

《单层二硫化钼的制备及其光学性能研究》篇一一、引言单层二硫化钼（MoS2）作为一种典型的二维材料，因其独特的电子和光学性能，近年来在科研领域引起了广泛的关注。

其具有优异的电子迁移率、高开关比、高光学透过率等特性，使得其在纳米电子学、光电子学以及光电探测等领域有着广泛的应用前景。

因此，对于单层二硫化钼的制备方法以及其光学性能的研究具有重要的理论价值和实际应用意义。

二、单层二硫化钼的制备单层二硫化钼的制备方法主要有机械剥离法、化学气相沉积法（CVD）等。

本研究所采用的方法是CVD法，通过该方法能够得到大面积、高质量的单层二硫化钼。

1. 化学气相沉积法（CVD）制备原理CVD法是一种在高温条件下通过化学反应将气态物质沉积在基底上形成薄膜的技术。

在制备单层二硫化钼的过程中，通过加热硫化物与金属钼，在高温条件下，使两者反应生成MoS2并沉积在基底上。

2. 制备步骤（1）准备基底：选择合适的基底如二氧化硅/硅基底等，进行清洗和预处理。

（2）制备MoS2前驱体：将金属钼与硫化物混合，通过高温反应得到MoS2前驱体。

（3）生长MoS2薄膜：将前驱体放置于高温反应炉中，在一定温度下使其分解为单层MoS2并沉积在基底上。

（4）后处理：对生长好的MoS2薄膜进行冷却、清洗和干燥等处理。

三、单层二硫化钼的光学性能研究单层二硫化钼具有优异的光学性能，包括高的光学透过率、强光致发光效应等。

本部分主要研究单层二硫化钼的光学透过率和光致发光等特性。

1. 光学透过率研究通过测量不同波长下的光学透过率，研究单层二硫化钼的光学透过率特性。

实验结果表明，单层二硫化钼在可见光波段具有较高的光学透过率，且随着波长的变化呈现出一定的规律性。

这为单层二硫化钼在光电器件中的应用提供了重要的理论依据。

2. 光致发光效应研究光致发光效应是单层二硫化钼的重要光学性能之一。

通过测量不同激发光强度下的光致发光光谱，研究单层二硫化钼的光致发光特性和能级结构。

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。

二硫化钼纳米材料的制备及其光催化性能的研究二硫化钼（MoS2）是一种重要的纳米材料，具有较好的光催化性能。

制备高质量的MoS2纳米材料并研究其光催化性能对于探索其应用潜力具有重要意义。

本文将介绍MoS2纳米材料的制备方法，并对其光催化性能进行研究。

MoS2纳米材料的制备方法通常包括两种主要方法：化学气相沉积法和氧化物扩散法。

化学气相沉积法是一种常用的制备MoS2纳米材料的方法。

在实验过程中，首先将硫化钼（MoS2）和硫脲（CS(NH2)2）作为前驱体在高温环境中反应，形成MoS2纳米材料。

反应温度通常在500-900℃之间，反应时间为数小时。

通过控制反应参数，可以得到不同尺寸和形态的MoS2纳米材料。

氧化物扩散法也是一种常见的制备MoS2纳米材料的方法。

该方法主要通过蒸发、热分解和扩散等过程来制备MoS2纳米材料。

首先将硼硝酸钠和硫代硫酸钠溶液混合，在高温条件下蒸发结晶，形成硫酸镁纳米颗粒。

然后，在高温条件下，将硫酸镁纳米颗粒与硼硝酸钠共同加热，经过热分解反应，生成MoS2纳米材料。

通过控制反应温度和时间，可以调控MoS2纳米材料的尺寸和形貌。

MoS2纳米材料的光催化性能依赖于其能带结构和表面特性。

MoS2是一种典型的层状二维材料，具有较大的比表面积和特殊的光电性能。

MoS2的带隙通常在1-2 eV之间，能够吸收可见光和近红外光。

在光照条件下，MoS2可以通过光吸收激发电子，形成光生电子-空穴对。

这些电子-空穴对可以参与光催化反应，从而实现对有机物降解、水分解和制备其它功能材料的目的。

对于MoS2纳米材料的光催化性能研究，一般采用Rhodamine B （RhB）作为模型有机物进行降解实验。

实验证明，MoS2纳米材料对RhB具有良好的光催化降解活性。

通过调节MoS2纳米材料的形貌、尺寸和结构等，可以进一步提高其光催化性能。

此外，还可以利用MoS2纳米材料在光催化反应中的载流子传输特性，构建MoS2与其它光催化材料之间的复合体系，从而提高光催化性能。

《单层二硫化钼的制备及其光学性能研究》篇一一、引言二硫化钼（MoS2）是一种重要的二维材料，因其独特的物理和化学性质，在众多领域中有着广泛的应用。

近年来，单层二硫化钼因其独特的光学性能和电子特性，成为了科研领域的热点研究对象。

本文将主要介绍单层二硫化钼的制备方法及其光学性能的研究进展。

二、单层二硫化钼的制备制备单层二硫化钼的方法主要包括物理气相沉积法、化学气相沉积法、液相剥离法等。

本文将主要介绍液相剥离法制备单层二硫化钼的方法。

液相剥离法是一种利用化学或物理手段将块状二硫化钼剥离成单层或几层的方法。

首先，将块状二硫化钼置于有机溶剂中，通过超声波或机械搅拌的方式剥离成薄片。

然后，通过离心或过滤的方式将薄片从溶液中分离出来，最后将得到的单层或几层二硫化钼薄膜转移到基底上。

液相剥离法的优点在于操作简单、成本低廉，并且可以得到高质量的单层二硫化钼薄膜。

但是，此方法剥离得到的二硫化钼尺寸相对较小，因此需要进行进一步的优化和改进。

三、单层二硫化钼的光学性能研究单层二硫化钼具有独特的光学性能，如光致发光、光吸收等。

这些性能使得其在光电子器件、光探测器等领域有着广泛的应用前景。

首先，单层二硫化钼具有明显的光致发光效应。

在光激发下，单层二硫化钼能够产生强烈的光致发光现象，且发光强度与激发光波长有关。

这一特性使得单层二硫化钼在光电器件中具有潜在的应用价值。

其次，单层二硫化钼具有优异的光吸收性能。

其光吸收系数高，且可调谐的光学带隙使其在可见光和近红外光区域具有较高的光吸收率。

这一特性使得单层二硫化钼在光探测器、太阳能电池等领域具有广泛的应用前景。

此外，单层二硫化钼还具有非线性光学效应、光学饱和效应等特性，这些特性使得其在超快光子学、非线性光学器件等领域也具有潜在的应用价值。

四、结论本文介绍了单层二硫化钼的制备方法和光学性能研究进展。

液相剥离法是一种简单、成本低廉的制备方法，可以得到高质量的单层二硫化钼薄膜。

而单层二硫化钼的光学性能如光致发光、光吸收等特性使其在光电子器件、光探测器等领域具有广泛的应用前景。

《单层二硫化钼的制备及其光学性能研究》一、引言单层二硫化钼（MoS2）作为一种二维过渡金属二硫族化合物，近年来在材料科学和光电子学领域引起了广泛的关注。

其独特的电子结构和物理性质使其在纳米电子学、光电器件以及能源转换等多个领域展现出潜在的应用前景。

因此，对单层二硫化钼的制备方法及其光学性能的研究显得尤为重要。

本文旨在探讨单层二硫化钼的制备方法，并对其光学性能进行深入研究。

二、单层二硫化钼的制备2.1 制备方法目前，制备单层二硫化钼的方法主要有机械剥离法、化学气相沉积法（CVD）以及液相剥离法等。

其中，CVD法因其可控制性高、产率高、可大面积制备等优点，成为目前应用最广泛的制备方法。

CVD法制备单层二硫化钼的步骤如下：首先，将钼源（如MoO3）和硫源（如S或H2S）分别加热至一定温度，使其在高温下反应生成气态的MoSx；然后，将气态的MoSx引入到基底（如SiO2/Si基底）上，通过化学反应或物理沉积的方式在基底上形成MoS2薄膜；最后，通过退火处理和清洗等步骤得到单层二硫化钼。

2.2 制备过程中的关键因素在CVD法制备单层二硫化钼的过程中，关键因素包括反应温度、硫源与钼源的比例、基底的选择以及退火处理等。

这些因素都会对最终制备得到的单层二硫化钼的形貌、厚度以及光学性能产生影响。

三、光学性能研究3.1 光学吸收特性单层二硫化钼具有独特的光学吸收特性，其吸收光谱在可见光范围内表现出明显的光吸收增强效应。

研究表明，单层二硫化钼的光吸收系数较高，且具有可调谐的带隙结构，使其在光电器件中具有潜在的应用价值。

3.2 光致发光特性单层二硫化钼还具有优异的光致发光特性。

在光照条件下，单层二硫化钼能够产生光生载流子，并通过光致发光现象实现光能的转换与利用。

此外，通过调节激发光的波长和功率等参数，可以实现对单层二硫化钼的光致发光特性的调控。

3.3 光响应速度与稳定性在光电器件中，材料的光响应速度和稳定性是评价其性能的重要指标。

第３３卷　第９期２０１３年９月 物　理　实　验　ＰＨＹＳＩＣＳ　ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＴＩＯＮ Ｖｏｌ．３３　Ｎｏ．９ Ｓｅｐ．，櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶２０１３　收稿日期：２０１３－０４－２６；修改日期：２０１３－０７－０６　资助项目：苏州市科技计划项目资助（Ｎｏ．ＳＹＧ２０１１２１）；江苏省大学生科技创新项目资助　作者简介：何　杰（１９９０－），男，江苏淮安人，苏州科技学院数理学院２０１０级本科生．　通讯作者：马锡英（１９６５－），女，甘肃兰州人，苏州科技学院数理学院教授，博士，研究方向为半导体材料．热沉积法制备纳米二硫化钼薄膜及其光电特性研究何　杰，陈康烨，林　拉，张国瑞，顾伟霞，马锡英（苏州科技学院数理学院，江苏苏州２１５０１１） 摘　要：以ＭｏＳ２粉末为原料，以氩气为携载气体，在４００～６００℃温度范围内利用热蒸发方法在硅衬底表面制备了不同厚度的ＭｏＳ２薄膜．利用Ｘ射线衍射和扫描电子显微镜分析了ＭｏＳ２薄膜的结构和表面形貌，发现ＭｏＳ２薄膜由多晶ＭｏＳ２粒子组成，颗粒均匀，平均纳米颗粒尺寸约为６０ｎｍ．利用紫外可见光光谱仪测量了其吸收特性，发现样品在７２０ｎｍ附近有很强的吸收．应用霍尔效应和伏安法研究了ＭｏＳ２／Ｓｉ样品的接触特性和电子的运输特性，发现该异质结具有良好的整流特性，即正向电压下电流随电压呈指数增长，而在反向偏压下漏电流很小，电子迁移率可达到６．７３０×１０２　ｃｍ２／（Ｖ·ｓ）．实验结果表明ＭｏＳ２薄膜具有良好的电学特性，可用来制备晶体管和集成电路等器件．关键词：二硫化钼；纳米薄膜；热蒸发沉积中图分类号：Ｏ４８４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５－４６４２（２０１３）０９－０００１－０５１　引　言二硫化钼是具有金属光泽的黑色固体粉末，具有良好的的化学稳定性、热稳定（熔点是１　１８５℃）和防腐蚀性、润滑、催化等性能，不溶于水、稀酸、碱和其他有机溶剂，一般也不与金属表面发生反应，不侵蚀橡胶制品［１］．ＭｏＳ２一直是工业领域广泛使用的润滑剂［２］．另外，在石油加氢脱硫催化剂［３］、光电化学电池［４］、非水锂电池［５］、高弹体新材料［６］及涂层［７］等领域也得到了广泛应用．随着纳米科技的兴起，对于ＭｏＳ２的研究也转入到纳米尺度范围．纳米ＭｏＳ２比体材料ＭｏＳ２具有更优越的性能，尤其作为润滑材料在摩擦材料表面的附着性、覆盖程度、抗磨、减摩性能都有明显提高．在Ｌ．Ｍａｒｇｕｌｌｓ等［８］制备出富勒烯结构的纳米ＭｏＳ２之后，人们开始尝试应用不同方法来制备纳米ＭｏＳ２，已经得到了许多不同形貌的纳米ＭｏＳ２，如富勒烯状、棒状、球状等．与此同时，也发现纳米ＭｏＳ２在润滑剂［９］、电极材料［１０］、储氢材料［１１］和催化剂［１２］等领域有着广泛的应用．ＭｏＳ２呈六方密堆积的石墨层状结构，层与层间由弱相互作用的范德瓦尔斯力相结合，经过测定，Ｓ－Ｍｏ－Ｓ层的层厚为０．３１５ｎｍ，层间的距离为０．３４９ｎｍ，两层间极弱的Ｓ—Ｓ键极易滑动［１３］．因此，与石墨容易剥离为单原子层的石墨烯相似［１４］，通过微机械剥离也很容易成为单层ＭｏＳ２膜［１５］．单层ＭｏＳ２是具有直接帯隙为１．８ｅＶ的半导体．这就使得ＭｏＳ２在太阳能电池、晶体管、集成电路等方面有良好的发展前景．Ａ．Ｋｉｓ研究组已经利用剥离方法研制了电流开关比达到１０８、静态漏电流低于２ｐＡ的单层ＭｏＳ２晶体管［１６］，这表明单层ＭｏＳ２晶体管具有极好的开关特性、放大特性［１７］和超低的静态功耗，ＭｏＳ２将在微型便携式电子系统和逻辑电路中发挥重要作用．目前，纳米ＭｏＳ２的制备方法主要有化学法、物理法和单层ＭｏＳ２重堆积法［１８］．化学法主要包括硫代钼酸铵酸化法、五氯化钼和硫化氢作前驱体的化学气相沉积法、微滴乳化法等［１９］．物理法是通过机械研磨和高能物理等方法对ＭｏＳ２进行粉碎和细化从而制备纳米材料．单层ＭｏＳ２重堆法是通过正丁基锂还原ＭｏＳ２生成ＬｉｘＭｏＳ２，然后ＬｉｘＭｏＳ２在离层试剂中发生离层从而得到［ＭｏＳ２］ｘ－．其中离层试剂中的氢元素转化为氢气，由于气体膨胀导致层与层的剥离，因此得到稳定的单分子层悬浮液，最后单层ＭｏＳ２又在一定条件下发生重堆积［２０］．本文主要采用热蒸发沉积法制备ＭｏＳ２，利用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、扫描电子显微镜（ＳＭＥ）和金相显微镜等分析测试手段对样品结构和表面形貌进行了表征，分析了薄膜的表面形貌，估算了薄膜晶体的尺寸，并且利用紫外分光可见光光度计分析了ＭｏＳ２的吸收特性．最后利用霍尔效应和Ｉ－Ｖ测试仪分析了ＭｏＳ２的表面电学特性和ＭｏＳ２／Ｓｉ异质结的接触特性以及其中电子的运输特性．２　实　验２．１　实验设备和材料实验中利用热蒸发沉积法（ＰＶＤ）制备ＭｏＳ２薄膜，实验装置如图１所示．实验仪器主要由５部分构成：真空石英管构成的物理沉积室、真空抽气系统、气体质量流量计、进气系统和温度控制系统．实验所用的硅衬底是电阻率为３～５Ω·ｃｍ、晶向（１００）的Ｐ型硅（Ｓｉ）片．取２０ｇ分析纯度的ＭｏＳ２粉末，放入玛瑙碗中研磨，滴入ＰＶＡ胶（７％～８％）２０滴，搅拌，再滴入等量的ＰＶＡ，继续搅拌，完成后放入烘箱，在１００～２００℃温度下烘烤４～５ｍｉｎ，取出．然后取２小勺烘干后的ＭｏＳ２粉末或混合粉末放入模具中，利用普通陶瓷压机，在约５ＭＰａ压力下压成直径１ｃｍ的小圆饼状，取出．放入陶瓷纤维高温烧结炉中，在５００℃温度下烘烤１０ｈ去胶，然后取出．图１　实验装置示意图２．２　样品制备和分析方法将Ｓｉ片衬底浸泡于稀释的ＨＦ酸中去除Ｓｉ表面氧化的ＳｉＯ２．再将Ｓｉ片放置于装有洁净的去离子水的超声波清洗机中清洗，去除Ｓｉ片上的杂质，再将Ｓｉ片依次逐个吹干后均匀等距地放置于实验仪器的石英管中，然后将压好的ＭｏＳ２圆饼放置于石英管中，之后将石英管密封，打开真空泵将石英管内抽到准真空状态，然后打开设置好程序的加热装置．当温度达到设定的实验温度时打开氩气阀门，调节流量计使真空管中的氩气流量稳定．ＭｏＳ２圆饼在高温下蒸发，蒸发的ＭｏＳ２颗粒随着携载气体氩气向Ｓｉ片方向运动．ＭｏＳ２颗粒输运到Ｓｉ片表面通过吸附、沉积形成ＭｏＳ２薄膜．一般影响样品质量的实验参量有温度、时间、氩气流量、实验压强．在本实验中，实验温度为４００～６００℃，时间为１０～４０ｍｉｎ，氩气流量为１０～４０ｃｍ３／ｍｉｎ，工作压强为０．０１Ｐａ．通过控制较小的氩气流量，使单位时间内少量ＭｏＳ２分子到达Ｓｉ片表面，并且通过控制反应时间，可以得到超薄的ＭｏＳ２薄膜．反应结束后，依次关闭氩气阀门和气体阀控装置，石英管的温度降到常温时，打开石英管，取出样品，放入培养皿待测．利用Ｘ射线衍射仪、光学显微镜和扫描电镜观察样品的结构和表面形貌，利用紫外可见光分光光度计、电流／电压测试装置和霍尔效应研究样品的光电特性．３　实验结果与分析通过金相显微镜观察温度在４００～６００℃、氩气流量１５～２０ｃｍ３／ｍｉｎ，时间为２０～３０ｍｉｎ的条件下制备的样品，发现在温度５５０℃，２０ｃｍ３／ｍｉｎ，３０ｍｉｎ生长的样品薄膜比较均匀，面积较大，并有显著形貌特征．图２为该样品的Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）谱．在２θ角为１３．４８°，２９．４５°，３２．９９°，４７．７８°，５４．６５°，５６．４５°处有６个非常强的衍射峰，与ＭｏＳ２晶体的ＸＲＤ标准卡片对比，发现这６个衍射峰分别与对应的ＭｏＳ２（００２），（１０４），（１００），（１０５），（１０６），（１１０）晶面的衍射峰位基本相吻合，说明实验生长的样品为多晶的ＭｏＳ２薄膜．由ＸＲＤ衍射峰的半高全宽，通过Ｓｃｈｅｒｒｅｒ公式Ｄｈｋｌ＝ｋλ／（βｃｏｓθ）可以估算ＭｏＳ２晶粒的尺寸，其中Ｄｈｋ１是沿垂直于（ｈｋｌ）晶面的晶粒大小，λ是入射Ｘ射线波长，λ＝０．１５４ｎｍ，ｋ是常量，一般取０．８９，β是衍射峰的半高全宽，θ为布拉格衍射角．如果有多个峰值，应分别计算每个峰值２ 物　理　实　验第３３卷图２　Ｘ射线衍射图对应的晶粒大小然后取平均值．得到实验制备样品的平均尺寸大约为６０ｎｍ．由于衍射峰的半高全宽差别很大，Ｓｃｈｅｒｒｅｒ公式只能对ＭｏＳ２晶粒尺寸做大概估算．图３为典型的５５０℃制备的样品的ＳＥＭ图片，右上角小图是对大图中间的一小块的放大图像．可以看出，ＭｏＳ２颗粒较均匀地分布在Ｓｉ衬底上．根据图中的比例尺，可以估算出晶粒的尺寸为５０～１００ｎｍ，与Ｓｃｈｅｒｒｅｒ公式计算出的晶粒尺寸基本吻合．图３　５５０℃退火样品的扫描电镜图片利用ＵＶ－３６００分光光度计测量了５５０℃制备的ＭｏＳ２纳米薄膜样品的吸收谱，如图４所示．可以看出，在６７０ｎｍ处有１个小的吸收峰，其对应的带隙宽度为１．８ｅＶ，恰好对应了单层ＭｏＳ２的带隙宽度．另外，ＭｏＳ２样品在７３２ｎｍ有很强的吸收，可看做为峰值吸收和吸收限，其对应的带隙宽度为１．６９ｅＶ．与单层ＭｏＳ２６７０ｎｍ处典型的吸收峰相比，７３２ｎｍ处的峰值较宽，并且向长波长方向发生了移动，这是由于ＭｏＳ２纳米薄膜颗粒尺寸存在较大的分布，使吸收峰产生了展宽．ＭｏＳ２纳米颗粒具有较大的比表面积，包含较多的悬挂键、表面态和缺陷态，使吸收峰发生了红移．由于样品制备仪器长期使用，石英管中可能存在其他杂质，实验过程中以及实验样品保存的过程中也有可能引入其他杂质，而其他的峰值可能就是由于这些杂质引起的．对比标准的纳米ＭｏＳ２吸收谱发现７３２ｎｍ的峰值较宽，分析是由薄膜颗粒尺寸变化引起的．总体上，ＭｏＳ２薄膜对４００～７００ｎｍ波段的可见光有较强的吸收，表明ＭｏＳ２可以用作良好的光吸收材料，例如太阳能电池等．图４　纳米ＭｏＳ２薄膜的吸收谱在待测样品（１ｃｍ×１ｃｍ）的４个顶角上蒸镀４个镍电极ａ，ｂ，ｃ，ｄ，如图５所示，电极与薄膜属于欧姆接触．利用ＨＭＳ－３０００霍尔效应测量仪测量ＭｏＳ２纳米薄膜表面的Ｉ－Ｖ特性，如图６所示．可以看出，４电极间电压Ｖａｂ，Ｖｂｃ，Ｖｃｄ，Ｖｄａ与电流Ｉ近似成线性关系，表明ＭｏＳ２薄膜具有良好的表面导电特性．由于４个电极间的对称性和样品表面存在一些颗粒导致表面存在起伏，使ＭｏＳ２样品的表面Ｉ－Ｖ曲线并不呈严格的线性关系，而是有所偏离．为了与纯Ｓｉ片相比较，在图７中给出了纯Ｓｉ片表面的Ｉ－Ｖ特性，可以看出，与ＭｏＳ２纳米薄膜表面的Ｉ－Ｖ特性存在显著差别．图５　镍电极３第９期 何　杰，等：热沉积法制备纳米二硫化钼薄膜及其光电特性研究图６　ＭｏＳ２的霍尔效应表面Ｉ－Ｖ特性曲线图图７　Ｓｉ衬底的霍尔效应表面Ｉ－Ｖ特性曲线图在Ｓｉ衬底的下表面和衬底上ＭｏＳ２薄膜的上表面蒸镀镍电极，电极与薄膜和Ｓｉ衬底属于欧姆接触．ＭｏＳ２／Ｓｉ异质结的Ｉ－Ｖ特性如图８所示．图８　ＭｏＳ２／Ｓｉ异质结的Ｉ－Ｖ特性从图中可以看到，样品两端加正向电压时，电流随电压增大成指数增长关系，而当加反向电压时反向电流很小，Ｉｓ０约为１．１２８μＡ，且表现出反向饱和特性，表明ＭｏＳ２／Ｓｉ异质结具有良好的整流特性，即单向导电性．图９为半对数的拟合图，电流的对数值与拟合线完全重合，并呈线性关系，说明ＭｏＳ２和Ｓｉ形成了良好的异质结．图９　半对数ｌｎ　Ｉ－Ｖ曲线及其拟合线 最后，在５５０℃生长条件下，探究不同氩气流量和不同生长时间对样品的电子迁移率、霍尔系数、载流子浓度和电导率的影响，如表１所示．在５５０℃、氩气流量２０ｃｍ３／ｍｉｎ、反应时间３０ｍｉｎ条件下制备的ＭｏＳ２薄膜的电子迁移率最大，为６．７３０×１０２　ｃｍ２／（Ｖ·ｓ）．电子迁移率是半导体材料的一个重要的参量，电子迁移率越大，材料的导电性越好，相同电流下的功耗就越小，电流承载能力也就越强．电子迁移率不仅影响材料的导电性，还对器件的工作频率有着很大的影响．因为半导体晶体管的截止频率与基区材料的载流子迁移率成正比，所以电子迁移率越高，晶体管的开关转换速度越快．另外，通过测量还发现样品的霍尔系数为正数，表明ＭｏＳ２薄膜的多数载流子为空穴，呈导电类型ｐ型．虽然ＭｏＳ２薄膜在制备时并没有掺杂，可能是因为在生长过程中ｐ－Ｓｉ衬底中掺杂的硼原子在高温下扩散到ＭｏＳ２薄膜中，体现出ｐ型特性．表１　不同条件下制备的ＭｏＳ２薄膜的电学特性参量样品Ｔ／℃ｑｖ／（ｃｍ３·ｍｉｎ－１）ｔ／ｍｉｎ　ｎｓ／ｃｍ－２μ／（ｃｍ２·Ｖ－１·ｓ－１）σ／（Ｓ·ｃｍ－１）ＲＨ／（ｃｍ３·Ｃ－１）Ａ　５５０　１５　２０　３．４１２×１０６　１．３８１×１０２　７．５４９×１０－６　１．８３０×１０７Ｂ　５５０　１５　３０　３．３２８×１０５　１．４３３×１０２　７．６４１×１０－７　１．８７６×１０８Ｃ　５５０　２０　３０　２．８１４×１０５　６．７３０×１０２　２．３５５×１０－６　２．８５８×１０８４ 物　理　实　验第３３卷４　结　论实验通过热蒸发沉积法制备了ＭｏＳ２薄膜，并研究了其光电特性．发现在温度５５０℃、氩气流量２０ｃｍ３／ｍｉｎ、沉积时间３０ｍｉｎ条件下能够沉积质量较好的纳米ＭｏＳ２薄膜，晶粒尺寸在５０～２００ｎｍ之间．ＭｏＳ２薄膜具有良好的光学性质，在７２０ｎｍ附近有很强的吸收．ＭｏＳ２薄膜具有良好的导电性，其电子迁移率可达到６．７３０×１０２　ｃｍ２·Ｖ－１·ｓ－１．ＭｏＳ２／Ｓｉ异质结表现出完美的整流特性，可用来制备晶体管和集成电路等器件．参考文献：［１］　杨智甫，姚红爱．二硫化钼新品种的工业性试验研究及开发［Ｊ］．中国钼业，２００４，２８（１）：３９－４１．［２］　松永正久．固体润滑手册［Ｍ］．范煜，吴伟忠，齐尚奎，等译．北京：机械工业出版社，１９８６：８７－９８．［３］　Ｔａｋｕｒ　Ｄ　Ｓ，Ｄｅｌｍｏｎ　Ｂ．Ｔｈｅ　ｒｏｌｅ　ｏｆ　ｇｒｏｕｐⅧｍｅｔａｌｐｒｏｍｏｔｅｒ　ｉｎ　ＭｏＳ２ａｎｄ　ＷＳ２ｈｙｄｒｏｔｒｅａｔｉｎｇ　ｃａｔａｌｙｓｔｓ［Ｊ］．Ｊ．Ｃａｔａｌ．，１９８５，９１（２）：３０８－３１７．［４］　Ｔｒｉｂｕｔｓｃｈ　Ｈ．Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉａｔｒｙ　ｏｆ　ｌａｙｅｒ－ｔｙｐｅ－ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ　ｄｉｓｕｌｆｉｄｅ［Ｊ］．Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１９８１，１２８（６）：１２６１－１２６９．［５］　Ｇｏｌｕｂ　Ａ　Ｓ，Ｚｕｂａｖｉｃｈｕｓ　Ｙ　Ｖ，Ｓｌｏｖｏｋｈｏｔｏｖ　Ｙ　Ｌ，ｅｔａｌ．Ｌａｙｅｒｅｄ　ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ　ａｓｓｅｍｂｌｅｄ　ｆｒｏｍ　ｍｏｌｙｂｄｅ－ｎｕｍ　ｄｉｓｕｌｆｉｄｅ　ｓｉｎｇｌｅ－ｌａｙｅｒｓ　ａｎｄ　ａｌｋｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ　ｃａｔ－ｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｉｏｎｉｃｓ，２０００，１２８（１／４）：１５１－１６０．［６］　Ｐｅｔｅｒｓ　Ｗ　Ｅ．Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ　ｅｌａｓｔｏｍｅｒ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｂｉｔｕｍｅｎ　ａｎｄ　ａｓｐｈａｔ　ｍｏｄｉｆｉｅｒｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ［Ｐ］．ＵＳ　Ｐａｔ．５３９３８１９，１９９５－０２－２８．［７］　Ｈｕｇｇｉｎｓ　Ｇ　Ｅ．Ｆｌｙｒｏｐｏｌｙｍｅｒ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｃｏａｔｅｄ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ［Ｐ］．ＵＳ　Ｐａｔ．５２６２２４１，１９９３－１１－１６．［８］　Ｍａｒｇｕｌｉｓ　Ｌ，Ｓａｌｉｔｒａ　Ｇ，Ｔｅｎｎｅ　Ｒ，ｅｔ　ａ１．Ｎｅｓｔｅｄｆｕｌｌｅｒｅｎｅ－ｌｉｋｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，１９９３，３６５：１１３－１１４．［９］　Ｈｕ　Ｋ　Ｈ，Ｗａｎｇ　Ｊ，Ｓｃｈｒａｕｂｅ　Ｓ，ｅｔ　ａ１．Ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ＭｏＳ２ｎａｎｏ－ｂａｌｌｓ　ａｓ　ｆｉｌｌｅｒ　ｉｎ　ｐｏｌｙｏｘｙｍ－ｅｔｈｙｌｅｎｅ－ｂａｓｅｄ　ｅｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｌａｙｅｒ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ－ｌａｙｅｒ　ｓｅｌｆ－ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．Ｗｅａｒ，２００９，２６６（１１／１２）：１１９８－１２０７．［１０］　Ｓｉｂｅｒｎａｇｅｌ　Ｂ　Ｇ．Ｌｉｔｈｉｕｍ　ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎ　ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ　ｏｆｌａｙｅｒｅｄ　ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ　ｍｅｔａｌ　ｄｉｃｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅｓ：ａｎ　ＮＭＲｓｕｒｖｅｙ　ｏｆ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ［Ｊ］．Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｃｏｍ－ｍｕｎ．，１９７５，１７（３）：３６１－３６５．［１１］　Ｃｈｅｎ　Ｊ，Ｌｉ　Ｓ　Ｌ，Ｔａｏ　Ｚ　Ｌ．Ｎｏｖｅｌ　ｈｙｄｒｏｇｅｎ　ｓｔｏｒａｇｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＭｏＳ２ｎａｎｏｔｕｂｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｌ－ｌｏｙｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，２００３，３５／３５７６：４１３－４１７．［１２］　Ｏｋａｍｏｔｏ　Ｙ，Ｋａｔｏ　Ａ，Ｕｓｍａｎ，ｅｔ　ａ１．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓｕｌ－ｆｉｄａｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　Ｃｏ－ＭｏＳ２ａｎｄ　Ｃｏ－ＷＳ２ｈｙｄｒｏｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ｃａｔａｌｙｓｔｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃａｔａｌｙｓｉｓ，２００９，２６５（２）：２１６－２２８．［１３］　张文钲．发掘中的二硫化钼新用途［Ｊ］．中国钼业，１９９７，２１（２／３）：１３０－１３２．［１４］　Ｃｈｅｎ　Ｊ，Ｌｉ　Ｓ　Ｌ，Ｔａｏ　Ｚ　Ｌ．Ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ　ｈｙｄｒｏｇｅｎ　ａｎｄｌｉｔｈｉｕｍ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｏｆ　ＭｏＳ２ｎａｎｏｔｕｂｅｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａ－ｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎａｎｏｓｃｉｅｎｃｅ，２００２，１（３／４）：２９５－３０２．［１５］　Ｇｏｌｕｂ　Ａ　Ｓ，Ｚｕｂａｖｉｃｈｕｓ　Ｙ　Ｖ，Ｓｌｏｖｏｋｈｏｔｏｖ　Ｙ　Ｌ，ｅｔａｌ．Ｌａｙｅｒｅｄ　ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ　ａｓｓｅｍｂｌｅｄ　ｆｒｏｍ　ｍｏｌｙｂｄｅ－ｎｕｍ　ｄｉｓｕｌｆｉｄｅ　ｓｉｎｇｌｅ－ｌａｙｅｒｓ　ａｎｄ　ａｌｋｙｌａｍｍｏｎｉｕｍｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｉｏｎｉｃｓ，２０００，１２８（１／４）：１５１－１６０．［１６］　Ｒａｄｉｓａｖｌｊｅｖｉｃ　Ｂ，Ｒａｄｅｎｏｖｉｃ　Ａ，Ｂｒｉｖｉｏ　Ｊ．Ｓｉｎｇｌｅ－ｌａｙｅｒ　ＭｏＳ２ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ　Ｎａｎｏｔｅｃｈ．，２０１１，６：１４７－１５０．［１７］　Ｒａｄｉｓａｖｌｊｅｖｉｃ　Ｂ，Ｗｈｉｔｗｉｃｋ　Ｍ　Ｂ，Ｋｉｓ　Ａ．Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｓ　ａｎｄ　ｌｏｇｉｃ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｓｉｎｇｌｅ－ｌａｙｅｒＭｏＳ２［Ｊ］．ＡＣＳ　Ｎａｎｏ，２０１１，５（１２）：９９３４－９９３７．［１８］　胡坤宏，沃恒洲，韩效洲，等．纳米二硫化钼制备现状与发展趋势［Ｊ］．现代化工，２００３，２３（８）：１４－１７［１９］　张文钲．纳米级二硫化钼的研发现状［Ｊ］．中国钼业，２０００，２４（５）：２３－２６．［２０］　周丽春，吴伟端，赵煌．纳米二硫化钼的制备与表征［Ｊ］．电子显微学报，２００４，２３（６）：６１８－６２１．（下转第９页）５第９期 何　杰，等：热沉积法制备纳米二硫化钼薄膜及其光电特性研究Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ　ｔｉｎｙ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　ｕｓｉｎｇ　ｌａｓｅｒ　ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄＴＡＮＧ　Ｌｉ－ｈｏｎｇａ，ＬＡＩ　Ｙｏｎｇ－ｋｕａｎａ，ＬＵ　Ｊｉｅ－ｆａｂ，ＺＨＯＵ　Ｑｉｎｇ－ｈｏｎｇａ，ＣＨＥＮ　Ｊｕｎ－ｘｕｅａ，ＭＡＯ　Ｘｉａｎｇ－ｑｉｎｇａ（ａ．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ；ｂ．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍｉａｎｙａｎｇ　６２１０１０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｌａｓｅｒ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｒｅｆｌｅｃｔｅｄｌａｓｅｒ　ｓｐｏｔｓ　ｗｅｒｅ　ｄｅｔｅｃｔｅｄ　ｂｙ　ｓｉｌｉｃｏｎ　ｐｈｏｔｏｃｅｌｌ　ａｎｄ　ｔｒａｃｋｅｄ　ｂｙ　ｒｅｍｏｔｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｆｉｎｅ　ｍｏｔｏｒ．Ｔｈｅ　ｓｉｇｎａｌｗａｓ　ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ　ｂｙ　ｓｏｕｎｄ　ｃａｒｄ．Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ　ｂａｎｄｐａｓｓ　ｆｉｌｔｅｒ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ａｎｄ　Ｍａｔｌａｂ　ａｕｄｉｏｗｅｉｇｈｔｉｎｇ　ｆｉｌｔｅｒ　ｗａｓ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｆｏｒ　ｓｉｇｎａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｎｄ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄｃｏｕｌｄ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｃｌｅａｒｌｙ　ａｎｄ　ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌａｓｅｒ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；Ｍａｔｌａｂ；ａｕｄｉｏ　ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ　ｆｉｌｔｅｒ；ｒｅｍｏｔｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｆｉｎｅ　ｍｏｔｏｒ；Ｂｕｔｔｅｒ－ｗｏｒｔｈ　ｂａｎｄｐａｓｓ　ｆｉｌｔｅｒ［责任编辑：任德香］（上接第５页）Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｎａｎｏ　ＭｏＳ２ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｙｔｈｅｒｍａｌ　ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎＨＥ　Ｊｉｅ，ＣＨＥＮ　Ｋａｎｇ－ｙｅ，ＬＩＮ　Ｌａ，ＺＨＡＮＧ　Ｇｕｏ－ｒｕｉ，ＧＵ　Ｗｅｉ－ｘｉａ，ＭＡ　Ｘｉ－ｙｉｎｇ（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ　ａｎｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｓｕｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｕｚｈｏｕ　２１５０１１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＭｏＳ２ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍｓ　ｗｅｒｅ　ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ　ｏｎ　Ｓｉ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ　ｂｙ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＭｏＳ２ｐｏｗｄｅｒｗｉｔｈ　ａｒｇｏｎ　ａｓ　ｔｈｅ　ｃａｒｒｙｉｎｇ　ｇａｓ　ａｔ　４００～６００℃．Ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄｂｙ　Ｘ－ｒａｙ　ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ．Ｉｔ　ｗａｓ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｆｉｌｍ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｄ　ｏｆ　ＭｏＳ２ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｓｉｚｅ　ｏｆ　ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ａｂｏｕｔ　６０ｎｍ．Ｔｈｅ　ｆｉｌｍ　ｇａｖｅ　ｓｔｒｏｎｇ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｎｅａｒ　７２０ｎｍ．Ｗｅ　ａｌｓｏ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔａｃｔ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＭｏＳ２／Ｓｉ　ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ　ｂｙｍｅａｎｓ　ｏｆ　Ｈａｌｌ　ｅｆｆｅｃｔ　ａｎｄ　Ｖ－Ｉ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｍｏｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＭｏＳ２ｆｉｌｍ　ｗａｓ　ｕｐ　ｔｏ　６．７３０×１０２　ｃｍ２／（Ｖ·ｓ）ａｎｄ　ｔｈｅ　ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｇｏｏｄ　ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｔｈｅｓｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔｔｈｅ　ＭｏＳ２ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍｓ　ｈａｄ　ｈｉｇｈ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｆａｂｒｉｃａｔｅ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒａｎｄ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＭｏＳ２；ｎａｎｏｍｅｔｅｒ　ｆｉｌｍｓ；ｔｈｅｒｍａｌ　ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ［责任编辑：任德香］９第９期 唐丽红，等：利用激光反射法探测微小振动。

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。

二硫化钼薄膜晶体管制备一、前言二硫化钼（MoS2）是一种具有优异电学、光学和力学性能的二维材料，近年来受到了广泛的研究关注。

作为一种半导体材料，MoS2薄膜可以用于晶体管等电子器件的制备。

本文将介绍二硫化钼薄膜晶体管制备的相关内容。

二、制备方法目前，制备MoS2薄膜的方法主要有化学气相沉积法（CVD）、机械剥离法和溶液剥离法等。

其中，CVD法是最常用的制备MoS2薄膜的方法之一。

1. 化学气相沉积法CVD法是利用化学反应在基底上生长MoS2晶体。

该方法需要先在基底上生长一层金属催化剂（如Ni、Co或Pt），然后在高温下通过气相反应使金属催化剂与硫源反应生成MoS2晶体。

具体步骤如下：（1）清洗基底：将基底放入丙酮中清洗5分钟，然后用去离子水冲洗干净并吹干。

（2）沉积金属催化剂：将清洗后的基底放入含有金属催化剂的溶液中，在高温下进行沉积。

（3）沉积MoS2薄膜：将含有硫源和惰性气体（如Ar或N2）的气体流入反应室，通过控制温度和时间，使硫源与金属催化剂反应生成MoS2晶体。

（4）去除金属催化剂：将生长好的MoS2薄膜在高温下进行退火，使金属催化剂与MoS2分离。

2. 机械剥离法机械剥离法是通过机械力将MoS2晶体从其原始基底上剥离下来，然后再转移到另一个基底上。

这种方法可以制备大面积、高质量的MoS2单晶片。

具体步骤如下：（1）清洗原始基底：将原始基底放入丙酮中清洗5分钟，然后用去离子水冲洗干净并吹干。

（2）制备MoS2单晶片：将原始基底放入含有MoS2晶体的溶液中，在低温下进行生长。

生长完成后，使用粘性胶带将MoS2晶体剥离下来。

（3）转移：将剥离下来的MoS2晶体通过粘性胶带转移到另一个基底上。

3. 溶液剥离法溶液剥离法是通过在MoS2晶体上涂覆一层聚合物，然后将其浸泡在化学试剂中，使聚合物与MoS2分离。

这种方法可以制备大面积、高质量的MoS2薄膜。

具体步骤如下：（1）清洗基底：将基底放入丙酮中清洗5分钟，然后用去离子水冲洗干净并吹干。

二硫化钼及其复合材料的制备与应用二硫化钼是一种重要的功能材料，具有优良的导电性、光学性能和力学性能，因此在许多领域都有着广泛的应用。

二硫化钼的复合材料也具有很高的研究价值和应用前景。

本文将重点介绍二硫化钼及其复合材料的制备方法和应用领域。

一、二硫化钼的制备方法1. 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种常用的制备二硫化钼的方法。

通常是将硫化钼挥发体输送到基底表面，经化学反应形成二硫化钼的薄膜或纳米颗粒。

这种方法制备的二硫化钼薄膜具有良好的结晶性和均匀的厚度。

2. 水热法水热法是通过在高温高压水溶液中使金属阳离子和硫阴离子发生反应来制备二硫化钼纳米颗粒的方法。

该方法简单易行，且能够控制产物的形貌和大小。

3. 溶剂热法溶剂热法是将金属硫化合物与有机溶剂在一定温度下进行反应，生成二硫化钼的方法。

这种方法制备的二硫化钼颗粒具有较高的比表面积和较好的分散性。

1. 二硫化钼/聚合物复合材料将二硫化钼纳米颗粒与聚合物进行混合，再经过热压或溶液法等方法制备成复合材料。

这种复合材料不仅具有二硫化钼的良好导电性能，还具有聚合物的韧性和可塑性。

2. 二硫化钼/碳复合材料将二硫化钼与碳材料（如碳纳米管、石墨烯等）进行复合，形成具有优良导电性和光学性能的复合材料。

这种复合材料在光伏器件和储能设备等领域有着广泛的应用前景。

1. 光电器件二硫化钼具有优良的光学性能和导电性能，因此在光伏器件、光电传感器和光催化等领域有着广泛的应用。

二硫化钼复合材料由于具有更高的性能表现，因此在这些领域的应用前景更为广阔。

3. 功能涂料二硫化钼复合材料可以制备成具有防腐蚀、抗磨损和导电性能的功能涂料，因此在航空航天、汽车制造和海洋工程等领域有着广泛的应用。

4. 生物医疗二硫化钼及其复合材料在生物医疗领域也具有重要应用价值，可以用于生物传感器、药物传输和生物成像等领域。

《单层二硫化钼的制备及其光学性能研究》篇一一、引言二硫化钼（MoS2）作为二维材料领域中重要的一员，因其在光学、电子、热学等方面出色的性能引起了科研工作者的广泛关注。

在众多研究中，单层二硫化钼（Monolayer MoS2）由于其独特的能带结构和良好的稳定性，在光电子器件、催化剂等领域有着广泛的应用前景。

因此，研究单层二硫化钼的制备工艺及其光学性能具有重要意义。

本文旨在介绍单层二硫化钼的制备方法，并对其光学性能进行深入研究。

二、单层二硫化钼的制备单层二硫化钼的制备主要采用化学气相沉积法（CVD）。

首先，将钼源（如MoO3）置于石英管中，然后通入硫化氢（H2S）气体进行硫化反应。

通过控制反应温度、气体流量等参数，使得钼源在基底上生长出高质量的单层二硫化钼。

此外，还有机械剥离法、液相剥离法等制备方法。

CVD法具有工艺简单、可重复性好等优点，是目前应用最广泛的制备方法之一。

三、单层二硫化钼的光学性能研究1. 光学吸收与反射特性单层二硫化钼具有独特的光学吸收和反射特性。

在可见光波段，其光学吸收系数较高，反射率较低。

此外，其光学带隙随层数变化而变化，单层二硫化钼的光学带隙较大，使得其在光电子器件中具有较好的光电转换效率。

2. 光学非线性特性单层二硫化钼还具有优异的光学非线性特性。

在强光照射下，其非线性光学效应显著，可用于制备高灵敏度的光电器件。

此外，其非线性光学效应还可用于调控光波的传播和调控光子晶体等光子器件的能带结构。

3. 光学响应速度单层二硫化钼的响应速度较快，具有较高的光响应速度和较低的暗电流。

这使得其在光探测器、光电开关等光电子器件中具有较好的应用前景。

此外，其光响应速度还与材料的质量、制备工艺等因素有关。

四、实验结果与讨论通过实验制备的单层二硫化钼具有较高的结晶度和较好的光学性能。

通过测试其光学吸收光谱、反射光谱等数据，我们发现其光学性能与理论预测相符。

此外，我们还研究了不同工艺参数对单层二硫化钼光学性能的影响，为进一步优化制备工艺提供了依据。