二维层状MoS2纳米材料光谱性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

在石墨烯研究推动下，过渡金属硫化物二维纳米材料 mos₂受到了高度重视，由体材料降解到二维单分子层后具有独特的光电性质，此材料已成为新一代高性能纳米光电器件国际前沿研究的核心材料，也成为开发高性能光子器件的重要材料。

硫化钼二维材料在结构和性能上类似于石墨烯。但与石墨烯不同，硫化钼二维材料不仅具有丰富的电学性能，同时还存在一个可调控的固有带隙。相对于石墨烯而言，硫化钼二维材料的能带结构比较特殊，科学家们发现，mos₂二维材料以其独特的结构和物理性能，将是继石墨烯之后又一种在电学、光学、半导体领域具有十分重要应用前景的二维纳米材料。其具有的可调节的能带隙使其在电子器件领域比石墨烯更具有应用潜力。此外，mos₂二维材料凭借其纳米尺寸的层状结构，使得制造更小规格、更高能效半导体芯片成为可能，将在纳米电子元器件领域被广泛应用。

mos₂主要产自辉钼矿，常温下是具有金属光泽的黑色固体粉末，熔点1185℃，莫氏硬度为1.0~1.5，密度4.8g.cm^-3，具有半导体性质，mos₂晶体结构主要是八面体结构与三棱柱结构。mos₂材料具有非常良好的润滑性，尤其在高温高压下用作固体润滑剂可以有效地减小机械轴承的摩擦和损耗，增加设备使用寿命，因此被誉为“高级固体润滑油王”。此外，近年来研究人员发现，随着mos₂厚度的减小，当生成具有类似石墨烯结构的二维 mos₂时，将表现出非常独特和优异的电学、光学和半导体性质，而其具有可调控的固有带隙将比石墨烯在半导体光电子器件领域具有更巨大的应用前景。

2. 研究内容和预期目标

具体内容如下：

1.学习mos₂二维材料的常用制备方法

目前薄层mos₂的制备方法主要分为微机械剥离法、锂离子插层剥离法、液相超声剥离法、水热法以及化学气相沉积法，并且可以推广到其它二维结构材料的制备。微机械剥离法一般是用特殊的胶带直接剥离mos₂粉末成薄层mos₂纳米片。这是一种最原始最传统的制备方法，1965 年最早剥离得到的mos₂厚度从几层到几十层不等

3. 研究的方法与步骤

一.制备样品的研究方法：微机械剥离法

微机械剥离法可以成功的剥离出理想的样品，且操作相对简单，剥离速度快，剥离程度高，是目前应用最为成熟的制作手段。此法能得到单层的二硫化钼样品，而且样品的载流子迁移率较高，一般多用于制作场效应晶体管，因此本文选择微机械剥离法制备样品。

具体步骤如下：

4. 参考文献

[1] 赖占平. 二维辉钼材料及器件研究进展[j]. 物理学报，2013，62(5):056801-1-056801-9

[2] 何学侠，刘富才，曾庆圣，等. 二维材料双电层场晶体管的研究[j]. 化学学报，2015, 73: 924-935

[3] 张昕，韩文鹏，吴江滨，等. 二维层状晶体材料层间剪切模和层间呼吸模的拉曼光谱研究[j]. 光散射学报，2014,26(1): 43-48

5. 计划与进度安排

1．2022.11.16～2022.2.21 学生与指导老师见面，根据指导老师的建议查阅文献资料；

2．2022.2.22～2022.3.13 开学后，向指导老师汇报情况，并根据任务书写出开题报告；

3．2022.3.14～2022.5.8学生根据调研资料和指导老师要求进行实验，并进行数据分析，及时与教师交流实验进展，及时解决出现的问题；