39、具有降低带隙的 MoS₂ 非晶纳米颗粒的高折射率及其在光电子学中的应用

具有降低带隙的 MoS₂ 非晶纳米颗粒的高折射率及其在光电子学中的应用

1. 引言

2004 年二维石墨烯的合成是二维材料合成领域的一个重大突破，在此之前，人们认为二维材料是不稳定的。自那以后，石墨烯在众多领域得到了广泛的应用，改变了电子行业的格局，使世界进入了数字竞赛时代。然而，石墨烯的零带隙特性在某些应用（如开关）中带来了巨大的问题。科学家们最初尝试增加石墨烯层的带隙，但改变带隙的同时也改变了其性质，问题并未得到解决。

随后，过渡金属二硫属化物（TMDs）进入了人们的视野。TMDs 具有与石墨烯相当的厚度和出色的半导体性能，其层间结合力较弱，可相互滑动，因此也广泛用于固体润滑。TMD 单层具有直接带隙，而多层 TMD（如双层或三层）的带隙是间接的，所以需要从块体中分离出单层。

MoS₂ 因其卓越的性能而被广泛研究。它具有类似于石墨烯的二维层状结构，有 2 - H 和 1 - T 两种结构形式，其中 2 - H 表现出半导体行为。MoS₂ 具有循环稳定性和高折射率，是光电子应用的有前途的候选材料。过去人们研究了多种合成 MoS₂ 纳米结构的方法，如化学气相沉积（CVD）、金属有机 CVD（MOCVD）等，但大多数方法昂贵且复杂，因此寻找一种廉价、简单且能获得高纯度产品的方法至关重要。本研究致力于通过经济、简便的水热法合成二维 MoS₂ 基薄层，并在前期用超声波处理前驱体溶液以提高反应速率和产率。形成的 MoS₂ 薄团聚片显示出增强的折射率，通常在 0.5 - 3.3 范围内，因此在光电子应用中具有重要价值。

2. 实验部分

2.1 化学试剂和材料

合成 MoS₂ 所用的化学试剂和材料如下表所示，所有化学试剂和试