二硫化钼二维原子晶体化学掺杂研究进展
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。
《二硫化钼复合材料的合成及其光催化和储锂性能研究》
《二硫化钼复合材料的合成及其光催化和储锂性能研究》一、引言随着科技的发展，新型复合材料在光催化与能源存储领域的应用越来越广泛。
二硫化钼（MoS2）作为一种典型的二维过渡金属硫化物，因其独特的物理和化学性质，被广泛应用于光催化与储锂等研究中。
然而，其实际应用中的性能往往受限于单一的MoS2结构，因此通过与其他材料复合以提高其性能成为了研究的新方向。
本文以二硫化钼复合材料的合成为基础，探讨了其光催化和储锂性能的研究。
二、二硫化钼复合材料的合成二硫化钼复合材料的合成方法主要分为物理法和化学法。
物理法包括机械研磨、层间插层等；化学法包括化学气相沉积、溶胶凝胶法等。
本文采用溶胶凝胶法进行合成。
溶胶凝胶法是通过在溶液中加入前驱体，经过一系列化学反应生成溶胶，再经过凝胶化、干燥、热处理等步骤得到复合材料。
在合成二硫化钼复合材料时，我们选择与石墨烯等材料进行复合，以提高其光催化与储锂性能。
三、光催化性能研究二硫化钼复合材料因其特殊的层状结构和电子能带结构，具有良好的光催化性能。
我们通过实验研究了不同比例的二硫化钼与其他材料的复合对光催化性能的影响。
实验结果表明，当二硫化钼与其他材料以一定比例复合时，其光催化性能得到显著提高。
这主要归因于复合材料中各组分之间的协同效应，使得光生电子和空穴的分离效率提高，从而提高了光催化效率。
此外，我们还研究了不同光源、不同pH值等条件对光催化性能的影响，为实际应用提供了理论依据。
四、储锂性能研究二硫化钼复合材料因其高比表面积和良好的导电性，被认为是一种具有潜力的锂离子电池负极材料。
我们通过实验研究了二硫化钼复合材料的储锂性能。
实验结果表明，二硫化钼复合材料具有较高的可逆容量和较好的循环稳定性。
在充放电过程中，其具有良好的嵌锂/脱锂能力，表现出较高的库伦效率和良好的容量保持率。
此外，我们还研究了不同合成方法、不同复合比例等因素对储锂性能的影响，为进一步优化材料提供了方向。
五、结论本文以二硫化钼复合材料的合成为基础，通过实验研究了其光催化和储锂性能。
二硫化钼二维材料的制备方法及其力学性质研究
二硫化钼二维材料的制备方法及其力学性质研究二硫化钼(MoS2)作为一种具有潜在应用价值的二维材料，近年来备受关注。
本文将探讨二硫化钼二维材料的制备方法以及其力学性质的研究。
一、二硫化钼二维材料的制备方法二硫化钼二维材料的制备方法可以分为机械剥离法、气相沉积法、溶液剥离法和化学气相沉积法等。
1. 机械剥离法机械剥离法是首次成功制备二硫化钼二维材料的方法。
该方法通过在蜡石等基底上剥离单层或多层的二硫化钼，得到纯净的二维材料。
2. 气相沉积法气相沉积法是另一种常用的制备二硫化钼二维材料的方法。
该方法通常通过热蒸发或化学气相沉积来在基底上沉积单层或多层的二硫化钼。
3. 溶液剥离法溶液剥离法是一种将二硫化钼从其母体晶体材料中剥离出来的方法。
该方法在溶剂中溶解母体材料，然后通过适当的处理获得二硫化钼的纳米片。
4. 化学气相沉积法化学气相沉积法以金属有机化合物和硫化物源作为前驱体，通过二硫化钼的热解和沉积过程来制备二硫化钼二维材料。
该方法可以获得高质量的单层或多层二硫化钼。
二、二硫化钼二维材料的力学性质研究二硫化钼二维材料具有许多独特的力学性质，因此引起了广泛的关注和研究。
以下将介绍其中几个重要的力学性质。
1. 弹性特性二硫化钼二维材料具有较大的弹性变形能力，能够承受较大的形变而不破裂。
其高弹性使其在微纳尺度应用中具有潜在优势。
2. 力学稳定性二硫化钼二维材料具有良好的力学稳定性，能够保持其结构稳定性，在应变条件下仍能保持长期的力学性能。
3. 基底依赖性二硫化钼二维材料的力学性质在不同基底上有所不同。
一些研究表明，基底对二硫化钼二维材料的几何形状和力学性质有着重要的影响。
4. 耐磨性由于其层状结构以及强的化学键，二硫化钼二维材料具有较高的耐磨性。
这使得它在摩擦学和润滑学领域有着广泛的应用前景。
总结：二硫化钼二维材料的制备方法包括机械剥离法、气相沉积法、溶液剥离法和化学气相沉积法。
这些方法在制备高质量的单层或多层二硫化钼方面具有一定的优势。
二硫化钼的制备及其复合物在光催化应用的研究进展
第2期2018年4月No.2 April，2018低成本的太阳能，如对太阳能低温热的利用是一种高效利用太阳能的重要手段。
现如今，光催化反应是解决能源危机和环境污染问题的一个有效途径[1-2]，我国也将此列为解决环境问题的重点。
1 光催化概述光催化即光能够激发半导体中的电子，光生电子是由电子从价带激发到导带而产生，随即价带中产生对应的光生空穴，电子和空穴分别扩散到半导体表面，在表面与不同的反应对象进行反应。
MoS 2的光催化机理如图1所示。
图1 MoS 2的光催化机理光生电子具有还原性，空穴具有氧化性，这两种可以分别应用在不同的领域。
作为一种类石墨烯六方密堆积层状结构材料，界面硫原子共价键有一个，Mo 原子具有小的磁矩，可以取正值也可以取负值，MOS 2形成以硫层和钼层相交替的类似“三明治”夹层结构，此外，纳米MoS 2的层状结构的禁带宽度约在1.80 eV ，在可见光下具有光催化活性，同时因为纳米结构的MoS 2有一个较大的比表面积，能增强它的催化活性，所以是一种光催化剂[3]。
2 纳米MoS 2的制备方法纳米MoS 2的制备方法有许多种，按制备的状态分为固相法、液相法、气相法，固相法对设备要求较高，方法不灵活，产物的形貌不易控制，本研究主要介绍液相法和气相法，其中液相法最为常用方法。
液相法主要包括水热合成法，模板法，超声合成法，电化学合成法，溶胶－凝胶法等。
迄今为止，人们已采用这些方法制备出了不同形貌的MoS 2纳米材料，如纳米片、纳米球、纳米花状球、纳米线、纳米棒、空心球等。
2.1 液相法2.1.1 模板法模板法是利用MoS 2的结构导向性与空间限域性，有效地调制了材料的结构、形貌、尺寸和排列等。
模板法是一种重要的方法来制备纳米结构，其具有能够精确控制纳米材料的结构，形貌和尺寸等优点，并且具有广泛的应用前景。
Sun 等[4]采用的是Masuda 的二次阳极氧化法，在低温条件下，制得直径均为100 nm 的MoS 2纳米材料。
二维二硫化钼纳米薄膜材料的研究进展
二维二硫化钼纳米薄膜材料的研究进展李瑞东;张浩;潘志伟;白志英;孙俊杰;邓金祥;王建鹏【摘要】作为过渡金属硫族化合物,二硫化钼具有可调带隙的二维层状材料,其特有的性质引起科研工作者的广泛关注,在光电子领域有着广阔的应用前景.文章介绍了二硫化钼的结构及其性质,以及常见的制备二硫化钼纳米薄膜的方法.给出了表征二硫化钼纳米薄膜的常见手段.%As transition metal dichalcogenides , MoS2is two-dimensional layered material with tunable band gap .Its unique nature has attracted the attention of researchers and it has a wide application prospect in the field of optoe -lectronics.The structure and property of molybdenum disulfide were introduced , and the common methods for pre-paring molybdenum disulfide nano-films werepresented .Meanwhile,the common methods of characterizing molyb-denum disulfide nano-films were given.【期刊名称】《中国钼业》【年(卷),期】2018(042)003【总页数】5页(P6-10)【关键词】二硫化钼;结构和性质;材料制备;薄膜表征【作者】李瑞东;张浩;潘志伟;白志英;孙俊杰;邓金祥;王建鹏【作者单位】北京工业大学,北京100124;防灾科技学院,河北三河065201;北京工业大学,北京100124;北京工业大学,北京100124;北京工业大学,北京100124;北京工业大学,北京100124;北京工业大学,北京100124;河北省地矿局第七地质大队,河北三河065201【正文语种】中文【中图分类】TF125.2+410 引言二维材料是指由单原子层或少数原子层构成的晶体材料，其概念可以追溯到十九世纪初期。
二维超薄二硫化物的掺杂制备及电催化分解水性能研究
二维超薄二硫化物的掺杂制备及电催化分解水性能研究由于目前环境污染和能源紧缺对人类社会发展造成了很大威胁,寻找清洁可再生能源就显得尤为重要。
氢气作为一种能源载体,具有来源丰富、清洁可循环、能量密度高等诸多优点,可以有效的代替传统化石能源。
氢气可以通过安全有效的电催化分解水产生,而电催化分解水需要高活性的催化剂材料来提高其产氢的效率。
到目前为止,铂族金属是现阶段研究中活性最高的电催化剂,但由于铂来源稀少、价格昂贵而受到很大的限制。
二硫化钼是一种典型的二维过渡金属硫化物材料,其氢结合能接近于铂,且由于其优异的电子化学性能而被广泛地应用于电催化制氢方面。
因为纯二硫化钼材料的催化活性位点有限且导电性较差,所以本论文通过简单的水热法合成了二硫化钼空心微米片以及杂原子掺杂二硫化钼空心微米片材料,并系统研究了材料的电催化分解水性能。
空心微米片结构可以增加材料的催化活性位点,而杂原子掺杂可以增加材料的缺陷结构并增强其导电性。
1、以五氯化钼为钼源、二乙基二硫代氨基甲酸钠为硫源、聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,通过一步水热法合成了二硫化钼空心微米片,并通过改变水热反应过程中的反应时间与温度对材料形貌的影响,初步探究了二硫化钼中空微米片结构的生长机理。
二硫化钼独特的中空结构具有比表面积大、承载能力强、密度低等优异的特性,可以增加催化剂自身的活性位点并增强电催化析氢过程中的电子输运从而提高材料的电催化性能。
2、通过水热法合成了磷原子掺杂二硫化钼即MoSP空心微米片。
MoSP独特的中空二维结构和优异的导电性可以增加HER的活性位点并提高电子转移速率。
由于硫和磷双离子的协同作用,磷原子的掺杂可以增强电子传输以提高材料电催化活性。
显然,MoSP具有比纯二硫化钼更优异的电催化活性,其起始电位为31 mV,塔菲尔斜率为45 mV dec-1。
而且,MoSP催化剂也表现出了优良的稳定性。
3、通过水热法一锅制备了NiMoSP空心微米片材料,主要研究双原子掺杂的空心微米片状NiMoSP的合成。
二硫化钼二维材料的研究与应用进展
二硫化钼二维材料的研究与应用进展作者：王谭源申兰耀左自成李美仙周恒辉来源：《新材料产业》2016年第02期长久以来，人们一直认为二维晶体不可能单独稳定存在。
然而，2004年英国曼彻斯特大学物理学家Andre Geim和Konstantin Novoselov用实验证实，以石墨这种层状材料为原料，通过简单的物理剥离方法便能得到碳的单原子薄片——石墨烯，从而开启了材料科学革命的新篇章[1]，他们也因此获得了2010年的诺贝尔物理学奖。
自此，以石墨烯为代表的二维层状材料的相关研究获得了迅猛的发展。
单层二硫化钼作为一种具有和石墨烯类似结构的新一代二维材料，吸引了越来越多的目光。
二硫化钼是一种典型的过渡金属层状化合物，是自然界中辉钼矿的主要成分，其由2层硫原子和1层钼原子共同形成的硫（S）-钼（Mo）-S夹心层堆积而成，不同S-Mo-S层之间通过范德华力相互作用。
二硫化钼通常以六方形式存在，每2层形成一次重复堆叠，即2H结构（图1），除了六方结构[2]，二硫化钼还可以堆叠成菱方结构（3R）和四方结构（1T），单层的二硫化钼厚度约为0.65nm，与金属态的石墨烯不同的是，单层二硫化钼是一种天然半导体材料，带隙约为1.80eV。
在人们对二硫化钼二维材料有所认知之前，二硫化钼作为一种具有层状结构的硫化物，在生产生活中最主要的用途是作为润滑剂和石化领域加氢脱硫反应的催化剂。
随着人们对二硫化钼二维材料认知的深入，二维二硫化钼一系列独特的物理化学性质逐渐被人们所发现，这使得它在微电子、传感、能源等领域都表现出极大的应用前景。
一、二硫化钼的制备目前，二硫化钼二维材料的制备包括自下而上和自上而下2种方法。
自下而上的制备方法又可以进一步分为2类[3]：一类是化学气相沉积法，通常是以钼或钼的氧化物等含钼物质为钼源，以硫或硫化氢为硫源，通过加热反应得到二硫化钼二维材料；另一类则是液相生长法，通常是以四硫代钼酸铵等富含硫的硫钼化合物为前驱体，或以硫化物和钼酸盐为反应物，在溶液中反应得到层状二硫化钼，这2种思路最主要的区别在于反应介质不同。
纳米二硫化钼的现状及制备方法研究--孙倩(202120559)
纳米二硫化钼的现状及制备方法研究--孙倩(202120559)孙倩（202120559）纳米二硫化钼的现状及制备方法研究纳米粒子的原子或分子大量处于亚稳态,在热力学上是不稳定的,属于一种新的物理状态[1],其表面原子周围缺少相邻原子,有许多悬空键,易与其他原子结合,故具有很高的化学活性。
另外,晶体周期性的边界条件受到破坏,非晶态纳米粒子的颗粒表面层附近原子密度减小,导致声、光、电、磁、热、力学等特性均随尺寸减小而发生显著变化。
因而,对纳米材料的深入研究不但可开拓人们认识物质世界的新层次,有助于人们直接探索原子和分子的奥秘,同时也能为社会提供许多功能奇异的新材料。
ＭｏＳ2是最常见的钼的自然形态,自然界天然产出的晶体ＭｏＳ2被称作“辉钼矿”。
自然界的钼矿物中98%为辉钼矿,而辉钼矿的80%为六方晶形(2Ｈ),3%为三方晶形(3Ｒ),其余17%为两者混合型[2]。
所以,ＭｏＳ2可看作属于六方晶系,是一种抗磁性且具有半导体性质的层状结构化合物,具有较低的摩擦系数(一般为0.03～0.15),被广泛地应用在润滑领域。
同时,二硫化钼具有优良氢解和加氢催化活性[3]。
近几年,二硫化钼在润滑剂及新型材料制备应用研究方面非常广泛,市场需求量增长较快,有着极好的发展前景。
目前,国内ＭｏＳ2的年产量为1 800ｔ左右,国际上为4 000ｔ左右。
本文主要分析介绍近年来二硫化钼制备技术研究及进展状况。
1 纳米二硫化钼的性能过渡金属层状二元化合物(MX2)因具有良好的光、电、润滑、催化等性能,一直备受人们的关注,二硫化钼便是其中的典型代表之一。
MoS2属于六方晶系,是一种抗磁性且具有半导体性质的化合物,我们来看看它的结构是怎样的。
MoS2具有三种晶体结构形式:IT一MoS:,ZH一MoS2和3R一MoS:。
其中IT一MoS2的结构特点是:Mo原子为6配位,1个M。
原子构成一个晶胞。
2H一MoS2结构特点是:MO原子为三角棱柱六配位,2个S一MO一S单位构成一个晶胞。
二硫化钼材料合成的研究进展
二硫化钼材料合成的研究进展彭丽芳1,巩飞龙1,徐志强1,刘梦梦1,李峰1,2(1.河南省表界面科学重点实验室,郑州轻工业学院,河南郑州450002;2.American Advanced Nanotechnonlogy ,LLC )摘要:二硫化钼因具有催化效率高、稳定性好、层结构易于剥离拆分等优点,成为继石墨烯研究热潮后的又一代表性二维材料。
材料的结构影响其性能,因此利用简单的方法制备结构独特和形貌均一的二硫化钼材料成为近年来材料学领域研究的热点之一。
二硫化钼材料的制备方法包括物理法和化学法,重点介绍了利用化学法制备各种形貌二硫化钼材料。
关键词:类石墨烯;二硫化钼;合成方法;研究进展中图分类号:TQ136.12文献标识码:A文章编号:1006-4990(2019)02-0011-04Research progress in synthesis of molybdenum disulfidePeng Lifang 1,Gong Feilong 1,Xu Zhiqiang 1,Liu Mengmeng 1,Li Feng 1,2(1.Key Laboratory of Surface and Interface Science and Technology ,Zhengzhou University of Light Industry ,Zhengzhou 450002,China ;2.American Advanced Nanotechnology ,LCC )Abstract :Molybdenum disulfide (MoS 2),as a typical two-dimensional material with advantages including high catalytic effi ⁃ciency ,excellent stability and easy exfoliation ,has become a new study following the graphene.The structures could have great effect on their performance ,producing MoS 2with novel structures and well ⁃definedmorphologies by simple methodstherefore became a hotresearch in the fields of materials science ,recently.The synthesis methods of MoS 2included physicalmethod and chemical method.MoS 2with diverse morphologies produced by chemical methodswere mainly introduced.Key words :graphene ⁃like ;MoS 2;synthesis method ;research progress二硫化钼(MoS 2)晶体是由钼原子和硫原子以共价键的方式相连接,形成的三明治状S —Mo —S 结构,层与层之间存在微弱的范德华力。
二硫化钼纳米结构
石墨烯-二硫化钼二维复合材料在光电子器件上的应用研究进展1.石墨烯介绍石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，具有独特的零带隙能带结构，是一种半金属薄膜材料。
石墨烯不仅有特殊的二维平面结构，还有着优良的力学、热学、电学、光学性质。
其机械强度很大，断裂强度比优质的钢材还要高，同时又具备良好的弹性、高效的导热性以及超强的导电性。
石墨烯又是一种禁带宽度几乎为零的特殊材料，其电子迁移速率达到了1/300光速。
由于石墨烯几乎是透明的，因此光的透过率可高97.7%。
此外，石墨烯的加工制备可与现有的半导体CMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor transistor)工艺兼容，器件的构筑、加工、集成简单易行，在新型光电器件的应用方面具有得天独厚的优势。
目前，人们已利用石墨烯开发出一系列新型光电器件，并显示出优异的性能和良好的应用前景。
石墨烯具有独特的二维结构，并且能分解为零维富勒烯，也可以卷曲成一维碳纳米管，或堆积成为三维石墨。
石墨烯力学性质高度稳定，碳原子连接比较柔韧，当施加外力时，碳原子面就会发生弯曲形变。
在理想的自由状态下，单层石墨烯并非完美的平面结构，表面不完全平整，在薄膜边缘处出现明显的波纹状褶皱，而在薄膜内部褶皱并不显，多层石墨烯边缘处的起伏幅度要比单层石墨烯稍小。
这也说明了石墨烯在受到拉伸、弯曲等外力作用时仍能保持高效的力学稳定性。
在一定能量范围内,石墨烯中的电子能量与动量呈线性关系，所以电子可视为无质量的相对论粒子即狄拉克费米子。
通过化学掺杂或电学调控的手段，可以有效地调节石墨烯的化学势，使得石墨烯的光学透过性由“介质态”向“金属态”转变。
石墨烯的功函数与铝的功函数相近，约为4.3eV，因此在有机光电器件中有望取代铝来做透明电极。
近年来所观测到的显著的量子霍尔效应和分数量子霍尔效应，证实了石墨烯是未来纳米光电器件领域极有前景的材料。
层状二硫化钼材料的制备和应用进展_马浩
层状二硫化钼材料的制备和应用进展＊马 浩，杨瑞霞，李春静（河北工业大学电子信息工程学院，天津３００４００）摘要 二硫化钼（ＭｏＳ２）是具有天然可调控带隙的二维层状材料，其独特的性质引起了科研人员的广泛关注，在微电子及光电领域具有重要的应用前景。
介绍了ＭｏＳ２的基本性质和常用制备方法，对层状ＭｏＳ２材料在电子和光电子器件方面的应用进行了总结和展望。
关键词 ＭｏＳ２ 二维层状材料 材料制备 光电子器件中图分类号：ＴＱ１２５ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．１１８９６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－０２３Ｘ．２０１７．０３．００２Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ２ＤＴｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｍｅｔａｌ ＤｉｃｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅｓＭＡ Ｈａｏ，ＹＡＮＧ Ｒｕｉｘｉａ，ＬＩ Ｃｈｕｎｊｉｎｇ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００４００）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ｄｉｓｕｌｆｉｄｅ（ＭｏＳ２）ｉｓ ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｌａｙｅｒｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗｉｔｈ ｎａｔｕｒａｌ ｔｕｎａｂｌｅ ｂａｎｄ－ｇａｐ．Ｖｅｒｙ ｒｅｃｅｎｔｌｙ，ＭｏＳ２ｈａｖｅ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｍｕｃｈ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｏｗｉｎｇ ｔｏ ｉｔｓ ｕｎｕｓｕａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｈｏｌｄ ｇｒｅａｔ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｆｏｒ ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ａｐ－ｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｂａｓｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＭｏＳ２ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｆｉｒｓｔｌｙ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ＭｏＳ２ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＭｏＳ２ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ａｎｄ ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｆｏｒ ｆｕｔｕｒｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｓｕｍｍａ－ｒｉｚｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｄ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ｄｉｓｕｌｆｉｄｅ，ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｌａｙｅｒｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｍａｔｅｒｉａｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ ＊河北省自然科学基金（Ｆ２０１４２０２１８４）；天津市自然科学基金重点项目（１５ＪＣＺＤＪＣ３７８００） 马浩：男，１９９０年生，硕士，主要从事二维材料与器件研究 Ｅ－ｍａｉｌ：ｍｈｈｅｂｕｔ＠ｏｕｔｌｏｏｋ．ｃｏｍ 杨瑞霞：通讯作者，男，１９５７年生，博士，教授，主要从事新型电子材料与器件研究 Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｇｒｘ＠ｈｅｂｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ０ 引言二维纳米材料是指原子层或分子层厚度的纳米薄膜，其概念可以追溯到１９世纪初，二维材料能否稳定存在一直是物理学界有争议的问题。
一种非贵金属多原子共掺杂二硫化钼制备方法及其应用
一种非贵金属多原子共掺杂二硫化钼制备方法及其应用摘要本文介绍了一种新的制备非贵金属多原子共掺杂二硫化钼的方法，并探讨了其在催化和能源领域的应用。
该方法利用简单的合成步骤和常见的实验室设备，可以制备出高效、低成本的催化剂。
文中详细介绍了该方法的步骤、材料选取和性能评估方法，并提出了该材料在氧还原反应和超级电容器等领域的应用前景。
引言二硫化钼 (MoS2) 作为一种重要的二维材料具有广泛的应用前景。
然而，传统的制备方法通常需要使用贵金属催化剂或高温高压条件，限制了其在大规模应用中的经济性和可持续性。
因此，开发一种低成本、高效率的制备方法对于推动MoS2的应用具有重要意义。
近年来，共掺杂技术被广泛用于改善MoS2的催化性能。
通过引入多原子共掺杂，可以调节MoS2的电子结构和表面化学活性，提高其催化活性和稳定性。
然而，当前的共掺杂方法多数使用了贵金属催化剂或复杂的合成步骤，需要更便捷、经济的方法来制备高效的共掺杂MoS2材料。
本文提出了一种非贵金属多原子共掺杂二硫化钼制备方法，该方法能够在一步合成中实现多原子的引入，不仅简化了合成步骤，还明显降低了成本。
此外，通过详细的材料性能表征和性能评估，我们证明了该方法制备的共掺杂MoS2具有出色的催化性能和应用潜力。
实验部分材料和设备本实验所使用的材料包括：硫化钼(MoS2) 粉末、碳酸钠(Na2CO3) 粉末和硫(S) 粉末。
实验设备包括：热处理炉、均质器、离心机、X射线衍射仪 (XRD) 和透射电子显微镜 (TEM) 等。
方法步骤1.将一定比例的硫化钼(MoS2) 和碳酸钠(Na2CO3) 放入均质器中，并加入适量的溶液。
2.使用均质器对混合物进行均匀混合，并形成均匀的浆状物。
3.将浆状物转移到蒸发皿中，在热处理炉中进行热处理。
温度和时间可以根据需要进行调整。
4.热处理结束后，将样品取出并冷却至室温。
5.使用离心机对样品进行分离，并收集沉淀。
6.对收集的沉淀进行XRD和TEM测试，用于确认生成的共掺杂MoS2的结构和形貌。
科学家原位实时观察硫化钼二维结构形成过程
科学家原位实时观察硫化钼⼆维结构形成过程⼆维材料是⽬前材料研究的重要前沿⽅向。
除⽯墨烯以外，⼈们发现不少化合物也可以形成⼆维结构，其中硫化钼（MoS2）因其在储能、传感、光电及多相催化等⽅⾯具应⽤潜⼒，是近年来受到重视的⼆元体系之⼀。
由于⼆维材料的理化性质对晶体结构、形貌乃⾄边缘原⼦的排列都⾮常敏感，因此在原⼦尺度上观察⼆维结构的形成具有重要的意义。
⾹港理⼯⼤学费林峰等⾸次采⽤基于MEMS技术的加热样品台和原位⾼分辨透射电镜（in-situ TEM）技术，实现了对硫化钼纳⽶⽚的成核和⽣长过程的原⼦尺度实时观察。
相关结果表明，由固态前驱物分解结晶形成硫化钼纳⽶⽚的过程可分为两步。
⾸先在低温阶段，固态前驱物热分解并形成垂直取向的硫化钼团簇结构。
该团簇通过逐层⽣长（layer-by-layer growth）增⼤体积并转换为⽔平取向硫化钼。
这⼀垂直-⽔平转换过程是由硫化钼团簇的表⾯能和硫化钼/衬底的界⾯能在晶粒⽣长过程中的相互竞争关系以及硫化钼⾯内缺陷的修复协同作⽤⽽导致的。
接着在⾼温阶段，硫化钼纳⽶晶通过多种⽣长路径（包括Ostwald熟化和取向搭接）进⾏⽔平⽅向的⽣长，并最终形成六⽅形纳⽶⽚。
通过⾼分辨像等⼿段，⽣长过程中结构的变化直观、清晰。
这⼀成果不仅为探索硫化钼⼆维原⼦晶体的新奇物性及应⽤研究奠定了基础，⽽且为进⼀步研究其他新兴的⼆维材料的⽣长过程提供了⼀个可⾏的办法。
相关研究以“Direct TEM observations on growth mechanisms of two-dimensional MoS2 flakes”为题发表7⽉14⽇上线的Nature Communications上（DOI: 10.1038/ncomms12206）。
论⽂主要由南昌⼤学材料科学与⼯程学院王⾬教授与⾹港理⼯⼤学应⽤物理系柴扬教授两个课题组合作完成，研究⼯作得到国家基⾦委、⾹港研究资助局(RGC)等项⽬资助。
基于二硫化钼的原子极薄晶体管
基于二硫化钼的原子极薄晶体管
二硫化钼（MoS2）是一种二维的原子晶体材料，具有优异的电学性能和光学性能。
近年来，MoS2被广泛应用于半导体器件领域中，因为它可以制造出极薄的晶体管，这些晶体管可以大大提高半导体器件的性能。
MoS2的晶体管可以用来制造逻辑电路和存储器，因为它可以实现高速操作和低功耗的优异性能。
MoS2晶体管还可以用于制造光电器件、光电显示器和太阳能电池等。
MoS2晶体管的制造方法主要分为两种：机械剥离法和化学气相沉积法。
机械剥离法是将MoS2原料制成薄片，然后通过化学法剥离出单层的MoS2薄片，再将其制成晶体管。
化学气相沉积法则是将MoS2原料在高温高压的条件下，通过化学反应沉积在基底上，最终形成MoS2晶体管。
MoS2晶体管的优点在于，它可以在极小的空间内实现高电流和低功耗的操作，因此它被认为是下一代半导体器件的候选材料之一。
二维硫化钼基原子晶体材料的化学气相沉积法制备及其器件
二维硫化钼基原子晶体材料的化学气相沉积法制备及其
器件
化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）是一种被广泛应用于制备二维材料的方法之一。
CVD方法优点在于可以控制材料的晶格结构、尺寸和形态，并且可以制备大面积、高质量的二维薄膜。
在制备二维硫化钼（MoS2）基原子晶体材料的CVD过程中，通常以钼粉和硫粉为前驱体，在高温下进行气相反应制备。
具体步骤如下：（1）将金属钼片放置于石英舟中，将石英舟放置于CVD反应炉中，升温至900℃以上，在惰性气氛（如氩气）中进行高温处理，从而使钼片表面析出一层薄膜。
（2）在将CVD反应炉的温度增加至1000℃以上，然后将硫粉散布于钼片表面，进行硫化反应。
（3）在硫化反应过程中，可以通过调节反应气氛中的气体浓度、温度和反应时间等参数来控制MoS2薄膜的晶格结构、尺寸和形态等性质。
二维硫化钼基原子晶体材料的CVD制备技术已经被广泛应用于器件领域，例如有机太阳能电池、场效应晶体管、光电探测器和锂离子电池等。
二维硫化钼薄膜具有优异的电学、光学和力学性能，是一种具有应用潜力的材料。
掺杂：二维半导体到半金属的转变
掺杂：二维半导体到半金属的转变半导体材料一直被广泛用于电子器件和光电子器件的制备中，因其具有适度的导电性和隔离性。
随着科学技术的不断发展，人们对半导体材料的性能和应用需求也在不断提高，这促使科学家们不断探索新的材料和新的材料性质。
二维材料由于其独特的结构和性质，成为了当前研究的热点之一，其中包括二维半导体材料。
近年来，研究人员发现了一种名为二硫化钼（MoS2）的二维半导体材料。
MoS2具有优异的光学和电学性质，因此备受关注，并被广泛用于光电器件的研究和制备中。
随着对MoS2的研究深入，一些问题也逐渐浮出水面，其中一个重要问题就是MoS2在一定条件下会发生掺杂，从而由半导体材料转变为半金属材料。
这一转变不仅影响了MoS2的性能和应用，也为研究人员提出了新的挑战和机遇。
掺杂是指在半导体晶格中引入杂质原子或缺陷，从而改变其导电性质的过程。
在MoS2中，存在着硫空位和硫缺陷等缺陷结构，这些缺陷可以引入额外的电子态或空穴态，从而影响了其导电性质。
MoS2还可以与其他物质发生化学反应，形成掺杂结构，进一步改变了其导电性质。
MoS2的掺杂可以分为两种类型：单质掺杂和化合物掺杂。
单质掺杂是指向MoS2晶格中引入杂质原子，例如氧、氮、硫等原子。
这些杂质原子可以改变MoS2的电子结构，从而影响其导电性质。
化合物掺杂则是指将MoS2与其他物质发生化学反应，形成复合物结构。
这种掺杂方式可以通过改变MoS2的晶格结构和原子排列，从而改变了其导电性质。
在MoS2发生掺杂后，其导电性质会发生明显的变化。
一方面，掺杂可以引入额外的电子态或空穴态，从而增强了MoS2的导电性。
掺杂也会改变MoS2的表面能带结构，使之成为半金属材料。
这些变化不仅影响了MoS2的自身性能，也对其在电子器件和光电子器件中的应用提出了新的要求。
在光电子器件中，MoS2的掺杂可以影响其光学性质和电学性质。
在光学器件中，掺杂可以改变MoS2的光学吸收谱，从而影响了其响应波段和光学增强效应。
二维二硫化钼(MoS2)及应用
二维材料典型 代表：石墨烯
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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。 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。
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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。
[课外阅读]二维催化材料多尺度结构和电子性质调控获新进展
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[课外阅读]二维催化材料多尺度结构和电子性质调控获新进
展
近日，中科院大连化物所催化基础国家重点实验室邓德会副研究员、包信和院士团队成功实现了对二维硫化钼原子晶体材料多尺度结构和电子性质的调控。
相关研究成果发表在英国自然·通讯。
二维硫化钼因其独特的物理和化学特性，在光、电及传统多相催化中极具应用前景。
如电催化分解水制氢反应存在气（H2）、液（H2O）、固（catalyst）三相界面，需要对其结构和电子性质进行多尺度调控和优化，以使其具备优异的本征活性和适宜的表面结构。
该研究团队利用“自下而上”合成方法，以二氧化硅纳米小球作为硬模板，直接化学合成得到了均一的介孔泡沫状硫化钼材料，实现了性质在三重尺度上的有效调控：（1）在宏观尺度上，均一的介孔孔道有助于反应物（H3O+）和产物（H2）的传输，更加亲水的表面有利于催化剂活性位的接触；（2）在纳米尺度上，介孔框架内定向垂直生长的硫化钼纳米片层提供了丰富的边缘催化活性位；（3）在原子尺度上，在前期将单原子催化剂引入二硫化钼骨架内的基础上，将过渡金属钴原子引入到硫化钼平面内，替代部分钼原子，有效修饰了表层硫原子的电子结构，激发了表层硫原子的本征催化活性，同时，存在一个适中的钴原子掺杂量（16.7%）使催化活性调变至最优值。
基于此
多尺度调控得到的规整介孔硫化钼基催化剂表现出了优异的酸性电解水制氢性能，展示出其可替代贵金属催化剂的潜力。
该工作提出的多尺度结构和电子性质调控策略为二维硫化钼在催化领域的研究和应用提供了新的研究思路，也为其它类似二维催化材料的设计与开发提供了借鉴。