单层硫化钼的制备及表征(2)
(II)通H2S气体进入（NH4）2MoO4溶液中，生成（NH4）2MoS4。再加盐酸转变为MoS3钼沉淀，后离心、洗涤、干燥、粉碎。最后加热至950℃脱硫可制得。
2004年，K. S. Novoselov，A. K. Geim凭借制备石墨烯打破二文晶体不能稳定存在的预言，并因此获得诺贝尔奖。自此之后，人们对于石墨烯，BN及过渡族金属硫化物等二文层状材料的研究迅速走向高潮。
二硫化钼与石墨相类似，是典型的层状结构，片层之内依靠化学键连接，片层之间则是较薄弱的范德华力，容易产生相互滑动，可作为极佳的润滑剂[1-3]使用；每个钼原子被吹冰个硫原子包围，呈三棱柱结构，暴露出Mo-S棱面，这种断面的能量较高，比较活泼，可以作为化学催化的活性中心。硫化钼有着优秀的润滑性能和催化性能[4]，在机械、化工及电极材料[5]有着巨大的应用前景。而这些都和其层状结构有着密切关联。
尽管有着类似的层状结构，但是二硫化钼具有半导体的能带结构。这点与石墨烯大为不同。
1 二硫化钼的晶体结构图（上）和能带结构图（下）[6,7]
1.2 薄层二硫化钼的光物理性质
二硫化钼片层特殊的硫-钼-硫夹心层结构和特殊的能带结构造就其其特殊的物理性质。新奇的物质激起人们广泛的研究兴趣，而独特的物理性质对于制作基于二硫化钼的光电器件有着非常重要的影响。
二硫化钼具有独特的光吸收性质，这与其独特的片层结构以及片层的原子级厚度休戚相关。不论是块体还是片层，二硫化钼始终是半导体。差别在于，块体或者少层时为间接带隙，并无特征吸收峰；而单层则属于直接带隙，它的两处特征吸收峰在紫外吸收光谱(UV)上分别位于620 nm和670 nm附近，分别对应于单层二硫化钼能带结构图（图2）中A、B两种竖直跃迁方式[8]。
2 薄层二硫化钼的光物理性质
最早在2010年，Splendiani等[9]就发现单层或少层二硫化钼存在荧光现象（PL）。不同于块体二硫化钼，薄层二硫化钼存在荧光现象，并且荧光强度与二硫化钼的层数存在反比关系。他们采用微机械力法剥离得到单层或少层二硫化钼，并选取532 nm波长的激光激发二硫化钼，成功采集到荧光发射光谱，产物的特征峰大致位于620 nm和670 nm两处。而且研究发现块状二硫化钼是没有荧光特征峰的。至于为何薄层二硫化钼会产生荧光现象，比较普遍的观点认为这可能和钼原子3d轨道上电子间的相互作用有关，但是确切无疑、完善详尽的原理说明却有待于科研工作者进一步开展深入的研究。
考虑到通过微机械法这样的物理手段得到的产品与化学法得到的薄层二硫化钼在存在差异，物理手段制备的薄层二硫化钼存在荧光光谱，而化学手段制得薄层二硫化钼是否存在荧光现象依然是一个疑问。最近的研究发现，采用化学方法制备薄层二硫化钼亦可可以观察相近的荧光现象。2011年，Eda[10]研究组用锂离子插层剥离得到薄层二硫化钼，经过退火处理之后，亦存在类似的PL光谱。
1.3 单层二硫化钼的制备简介
单层二硫化钼在声、光、电等方面具有独特性质，在电子器件领域亦有极大的应用潜力。科研工作者对此给予了关注。作为应用的前提，在单层硫化钼各种制备方法中，主要有微机械剥离法，超声法，锂插层法以及Dip-Coating法等。
3 a）微机械法层层撕开二硫化钼；b)正丁基锂插层剥离二硫钼；
c)超声法；d)Dip-Coating法。
二硫化钼的微机械剥离法与制备石墨烯时基本相同。这种方法得到的单层二硫化钼缺陷比较少，载流子迁移率比较高[11]，可应用于FET及光电晶体管中。但是，该制备方法生产效率极其低下，重复性也不好。锂离子插层剥离[12-15]是迄今制备二硫化钼效率最高的方法。但是制备条件苛刻，过程中工艺参数比较复杂，且容易掺入杂质离子，对二硫化钼本身的性质产生影响，并在后续应用中对器件性能产生影响。液相超声法[16,17]凭借高功率超声的强大能量破坏层间的范德华力，达到剥离的效果。该法操作极其简单，工艺精简，制备条件相对宽松。该方法得到的二硫化钼正在广泛应用于光电子器件中。然而，它的剥离效果比较差，效率也很低，产物中二硫化钼的层数并不稳定，单层的含量比较低。