倪哲偉，沈 勇，陳名揚(yáng)，項(xiàng)光鴻

(上海工程技術(shù)大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，上海 201620)

0 引 言

石墨烯的發(fā)現(xiàn)引起了科研人員對于層狀材料的強(qiáng)烈興趣[1]，通過機(jī)械剝離石墨后獲得的扁平、單原子厚度的石墨烯具有優(yōu)良的電學(xué)性能和機(jī)械性能，但是零帶隙的缺陷限制了在電子器件領(lǐng)域的應(yīng)用[2]。而層狀過渡金屬硫化物在結(jié)構(gòu)上不僅擁有類似石墨烯的層狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)克服了石墨烯零帶隙和化學(xué)惰性的缺點(diǎn)[3]，憑借較高的光致發(fā)光量子產(chǎn)率[4]、優(yōu)異的導(dǎo)熱性[5]、較好的機(jī)械柔韌性[6]、高的載流子遷移速率[7]等優(yōu)異的物理化學(xué)特性和相對低廉的價(jià)格，層狀過渡金屬硫化物在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

二硫化鎢(WS2)作為過渡金屬硫化物的重要成員得到了較多的研究。塊狀WS2通常是間接帶隙半導(dǎo)體，剝離為單層時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯訋栋雽?dǎo)體，控制剝離層數(shù)能夠?qū)秾挾日{(diào)節(jié)，二維納米WS2較大的比表面積能夠提供更多的活性位點(diǎn)[8]；分子層間較弱的范德華力可以在剪切力的作用下發(fā)生層間滑移[9]；紫外-近紅外區(qū)域較寬的光吸收帶[10]，這些優(yōu)點(diǎn)使得二維納米WS2廣泛應(yīng)用于光催化[11, 12]、潤滑劑[13]、光電檢測器[14]等領(lǐng)域。

目前WS2的研究集中在二維納米WS2獨(dú)特的光電性質(zhì)與應(yīng)用方面[25]，涉及制備工藝研究有限。但二維納米WS2展現(xiàn)出來的優(yōu)異性能與其形貌、尺寸、結(jié)構(gòu)、層數(shù)密切相關(guān)[26]，優(yōu)化合成條件并且改進(jìn)制備工藝有利于發(fā)揮二維納米WS2優(yōu)異性能。本文綜述了二維納米WS2的基本性質(zhì)和相關(guān)應(yīng)用，介紹了目前二維納米WS2的主要制備方法和優(yōu)缺點(diǎn)，最后對二維納米WS2的發(fā)展前景進(jìn)行展望。

1 二維納米WS2的基本性質(zhì)

1.1 二維納米WS2的晶體結(jié)構(gòu)

二維WS2基本結(jié)構(gòu)類似于“三明治”構(gòu)型，鎢金屬層位于兩硫原子層之間，單層二維納米WS2由平面內(nèi)S-W-S原子之間通過共價(jià)鍵結(jié)合成六邊形排列，如圖1所示[27]。層與層之間通過弱范德華力相互作用疊加到一起，在受到較小的剪切力時(shí)容易發(fā)生層間滑動(dòng)，特殊的層狀結(jié)構(gòu)使二維納米WS2被廣泛應(yīng)用于潤滑劑中[6,28]。

圖1 WS2的基本結(jié)構(gòu)和分子層間的相對滑動(dòng)[27]

1.2 二維納米WS2的能帶結(jié)構(gòu)

二維WS2的能帶結(jié)構(gòu)與層數(shù)密切相關(guān)。根據(jù)密度泛函理論計(jì)算，塊狀WS2為間接帶隙半導(dǎo)體，帶隙寬度為1.3 eV，單層WS2為直接帶隙半導(dǎo)體，帶隙寬度為2.1 eV[29]。圖2為WS2布里淵區(qū)的能帶平面展開圖[30]，可以看出直接帶隙的單層WS2導(dǎo)帶和價(jià)帶頂位于布里淵區(qū)K點(diǎn)，間接帶隙塊狀WS2導(dǎo)帶和價(jià)帶頂位于布里淵區(qū)不同的區(qū)域[31]。隨著層數(shù)增加，二維納米WS2的帶隙寬度逐漸減小并且趨向于塊狀的間接帶隙寬度，可調(diào)節(jié)帶隙的特性使二維納米WS2成為光催化劑的熱門材料。

圖2 單層和塊狀WS2的價(jià)帶結(jié)構(gòu)[30]

1.3 二維納米WS2的光學(xué)性質(zhì)

二維納米WS2的光學(xué)性質(zhì)與其層數(shù)密切相關(guān)，圖2所示不同層數(shù)二維納米WS2激發(fā)的光致發(fā)光光譜(PL)[21]。具有直接帶隙的單層WS2的PL強(qiáng)度比間接帶隙的雙層WS2提高了多個(gè)數(shù)量級。單層WS2較強(qiáng)的PL峰對應(yīng)布里淵區(qū)K點(diǎn)處直接激子躍遷[32]，同時(shí)介電限域效應(yīng)的存在使得WS2在室溫下也可以觀察到強(qiáng)烈的激子特征[4]。層數(shù)的減少導(dǎo)致WS2的PL峰逐漸降低，并且量子限域效應(yīng)的存在會(huì)使PL峰發(fā)生一定程度的藍(lán)移，二維納米WS2的量子產(chǎn)率是塊狀的數(shù)萬倍，因此具有較好光學(xué)性能的二維納米WS2被廣泛用于光電元器件中[33]。

圖3 不同層數(shù)WS2激發(fā)的PL光譜[21]

2 二維納米WS2的制備方法

二維納米WS2制備方法按照鎢源不同劃分為“自上而下”和“自下而上”兩種。其中“自上而下”通常是將體塊相的WS2通過機(jī)械剝離法、液相剝離法、離子插層法剝離成二維納米WS2，而“自下而上”通常是利用化學(xué)氣相沉積法、水熱法、膠體法、熱分解法將小分子的鎢前驅(qū)體通過化學(xué)反應(yīng)合成二維納米WS2。

2.1 “自上而下”的制備方法

2.1.1 機(jī)械剝離法

WS2相鄰分子層之間存在較弱的范德華力，通過機(jī)械剝離的手段破壞層間作用力后得到單、少層二維WS2納米片。圖4為二維WS2機(jī)械剝離示意圖，Dong[34]等固定塊狀WS2兩端后，將膠帶在塊狀WS2表面反復(fù)剝離數(shù)次獲得單、少層二維納米WS2。層數(shù)與膠帶在塊狀WS2上的附著時(shí)間有著密切關(guān)系，附著時(shí)間越長，剝離獲得的WS2層數(shù)越多。Liu[35]等將含有塊狀WS2的膠帶對折后附著在聚二甲基硅氧烷(PMDS)襯底上，快速揭開膠帶剝離塊狀WS2，光學(xué)顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)剝離的WS2層數(shù)為單層。

圖4 二維WS2機(jī)械剝離示意圖[34]

機(jī)械剝離法獲得的二維納米WS2缺陷少、質(zhì)量高，最大程度保留了塊狀的WS2的結(jié)晶度，并且可以通過光學(xué)顯微鏡判斷其厚度，但是無法大量制備單層或多層二維納米WS2。此外，剝離后形狀、厚度均不可控，局限于實(shí)驗(yàn)室中制備少量材料進(jìn)行研究。

2.1.2 液相剝離法

液相剝離法是將塊狀WS2溶解在N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)等傳統(tǒng)有機(jī)溶劑中，在超聲輔助下獲得二維納米WS2的方法。Raza等[36]為了獲得更小尺寸的單層WS2納米薄片，將塊狀WS2放入濃度1 mg/mL的 N-甲基吡咯烷酮溶液中，超聲并冰浴一段時(shí)間后離心懸浮液獲得二維WS2，大部分的單層WS2橫向尺寸都小于120 nm，尺寸變化帶來的量子限域效應(yīng)使得WS2在可見光范圍內(nèi)有優(yōu)異的光吸收性能。傳統(tǒng)的液相剝離試劑具有較高的剝離效率但多為毒性有機(jī)溶劑，因此研究人員把目光轉(zhuǎn)向了新型環(huán)保剝離試劑的研發(fā)，Zhao等[37]研究了含有豐富羥基的表沒食子兒茶素沒食子酸脂(茶多酚)剝離塊狀WS2，發(fā)現(xiàn)在2 mg/mL濃度的茶多酚溶液中剝離12 h可以達(dá)到最佳剝離效果，剝離的納米片尺寸100～500 nm，厚度為5層。剝離試劑茶多酚不僅綠色無污染，同時(shí)表面豐富的羥基與鎢原子配位后能夠避免剝離下來的WS2納米片重新聚集，剝離的產(chǎn)率隨著茶多酚濃度和超聲時(shí)間的增加逐漸提高。

液相剝離法制備方法簡單，工業(yè)上用來大量生產(chǎn)二維WS2納米材料。但傳統(tǒng)有機(jī)溶劑污染環(huán)境，同時(shí)較高的沸點(diǎn)不利于材料加工[38]。液相剝離法獲得的二維WS2納米片尺寸和數(shù)量受到溶劑的沸點(diǎn)、純度的影響，同時(shí)尺寸和剝離的層數(shù)無法精確控制。

2.1.3 離子插層法

離子插層法通過嵌入塊狀WS2分子層間的活潑離子與水分子接觸時(shí)發(fā)生劇烈反應(yīng)破壞塊狀WS2層間作用力，在超聲或微波輔助下剝離得到二維WS2納米片。A.Mark等[39]加熱混有2H-WS2的正丁基鋰溶液至80 ℃，反應(yīng)48 h后制備出較高產(chǎn)量的1T-WS2。實(shí)驗(yàn)證明微波輔助下的離子插層法制備效率更高，微波輔助下離子插層法加熱20 min與普通加熱48 h制備的WS2納米片產(chǎn)率一致，微波輔助顯著縮短二維WS2納米片的制備時(shí)間提高納米片的產(chǎn)量。液相剝離法的弊端也在研究中逐步顯現(xiàn)出來，Meza等[40]發(fā)現(xiàn)鋰離子在插層過程中會(huì)破壞W-S鍵產(chǎn)生W、S空位缺陷，長時(shí)間高濃度正丁基鋰的剝離后納米片幾乎完全降解。溫和條件下的插層剝離雖然會(huì)減少對WS2納米片造成的損傷，但是會(huì)加劇二維WS2納米片堆疊度。

離子插層法較高的剝離效率可以制備高產(chǎn)量的二維WS2納米片,但這種方法也存在鋰離子插入塊狀二硫化鎢的過程繁瑣且不可控，容易引起塊狀WS2的部分剝離從而破壞層狀結(jié)構(gòu)；剝離中形成的LiXWS2對環(huán)境極其敏感、易燃、有毒性；剝離后的水溶性二維納米片容易聚集等問題。

2.2 “自下而上”的制備方法：

2.2.1 水熱法

水熱法通常將硫源、鎢源等原料溶于水，攪拌混合均勻后轉(zhuǎn)入密封壓力容器內(nèi)加熱到不同溫度并維持該溫度一段時(shí)間，最后將反應(yīng)物離心、洗滌、干燥獲得二維WS2的方法。Govindasamy等[41]將一定量的六氯化鎢和硫脲分別作為鎢源和硫源，在270 ℃的水熱溫度下反應(yīng)24 h后獲得二維WS2納米片，厚度為10 nm。多孔結(jié)構(gòu)的二維WS2納米片擁有巨大的比表面積，測試發(fā)現(xiàn)其比表面積達(dá)到718.81 m2/g。通過加入表面活性劑，水熱法可以合成不同形貌的二維WS2，Wu等[42]利用鎢酸鈉和L-半胱氨酸在200 ℃的水熱條件下獲得風(fēng)信子棒狀的WS2，由直徑420nm，長度2 μm的二維WS2納米片組裝而成。Cao等[43]加入十六烷基三甲基溴化銨、聚乙二醇等表面活性劑，獲得了直徑100～200 nm的WS2納米點(diǎn)、直徑為300 nm的納米棒、具有多孔結(jié)構(gòu)的納米花以及平均直徑100～150 nm納米纖維，表面活性劑在不同溫度和溶液濃度下會(huì)聚集成不同形狀的膠束，對WS2生長具有導(dǎo)向作用。

水熱法通過改變溫度、時(shí)間、原料比等條件可以制備不同形貌、均勻性較好的WS2，同時(shí)在密閉條件下進(jìn)行也不會(huì)污染環(huán)境，中間不會(huì)引入雜質(zhì)離子有助于提高WS2的純度，然而水熱法得到的WS2結(jié)晶度不高，層數(shù)不易控制。

2.2.2 CVD法

電子元器件的發(fā)展需要大面積高結(jié)晶度的二維WS2納米材料。CVD法利用管式爐在高溫下將鎢前驅(qū)體升華為氣態(tài)，通入硫氣體或者升華硫粉，在二氧化硅等基底表面上生長出符合電子元器件要求的二維WS2。Yan等[32]將氧化鎢前驅(qū)體放置到靠近藍(lán)寶石生長基底的位置，硫粉置于氧化鎢附近，以一定速率緩慢升溫至1 000 ℃，反應(yīng)30 min后制備出厚度在3 nm左右的二維WS2納米片，層數(shù)約為四層，如圖5所示[32]。Jeong等[44]研究了CVD法制備的二維單層WS2后發(fā)現(xiàn)六邊形2H-WS2納米片在生長過程中會(huì)存在三角異質(zhì)缺陷域，缺陷域常見的是S和W空位，深陷阱態(tài)的W空位具有比S空位更低的電子遷移率和光致發(fā)光率。

圖5 化學(xué)氣相沉積法制備WS2過程示意圖[32]

CVD法能夠獲得高結(jié)晶度、厚度均勻、大面積的二維納米WS2，而被廣泛用于制備電子器件。但制備的二維WS2具有明顯的生長邊界和各種復(fù)雜的晶體缺陷對光電性能產(chǎn)生影響。此外反應(yīng)通常在高溫和硫氛圍等嚴(yán)苛的氛圍下進(jìn)行，較高的生產(chǎn)成本限制了大規(guī)模應(yīng)用。

2.2.3 膠體合成法

膠體合成法通過控制時(shí)間實(shí)現(xiàn)了二維納米WS2層數(shù)的可控制備[45]。通常將含鎢前驅(qū)體在油胺中低溫?zé)岱纸?，短時(shí)間內(nèi)形成單層二維WS2納米片油狀懸浮液，延長反應(yīng)時(shí)間后獲得多層二維WS2納米片懸浮液。Liu等[46]等利用鎢酸鈉為鎢源、硫脲為硫源，加入20 mmol的油胺，在280 ℃下反應(yīng)90 min后得到直徑162 nm的1T-WS2納米片，油胺能有效抑制熱力學(xué)狀態(tài)不穩(wěn)定的1T-WS2在水和空氣作用下向穩(wěn)定的2H-WS2轉(zhuǎn)變過程，1T-WS2含有的[WS2]-與油胺結(jié)合抑制了晶型轉(zhuǎn)變。在制備1T-WS2的相同條件下加入適量油酸能夠削弱1T-WS2表面的[WS2]-與油胺之間的靜電作用力，促使1T-WS2轉(zhuǎn)變成2H-WS2，為制備多相金屬異質(zhì)結(jié)復(fù)合物提供了新的制備思路。

膠體合成法能大量制備出具有穩(wěn)定晶相、分散性高、層數(shù)可控的二維納米WS2。與油胺結(jié)合后帶有弱極性，能夠顯著抑制分散納米片的重新堆集[47]。但是反應(yīng)后生成的有機(jī)配體會(huì)殘留在二維納米WS2中，需要找到易去除的高效配體和溶劑，同時(shí)進(jìn)一步提高二維WS2納米片結(jié)晶度和分散性。

2.2.4 熱分解法

電子器件需要大面積平整且緊密貼合半導(dǎo)體器件的二維納米WS2，CVD法制備的二維WS2從基底轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體表面的過程中會(huì)產(chǎn)生褶皺等缺陷影響電子元器件性能，而熱分解法可以直接在半導(dǎo)體表面形成緊密耦合的高質(zhì)量二維WS2[48]。通常將四硫代鎢酸銨作為原料，在惰性氣體保護(hù)下加熱至高溫后分解得到二維WS2，分解過程主要包含以下三步[49]：(1)游離水分子在溫度30～140 ℃開始揮發(fā)；(2)四硫代鎢酸銨在170～270 ℃溫度下轉(zhuǎn)化為無定形WS3；(3)在600 ℃下WS3進(jìn)一步分解成為二維WS2。Li等[50]在高純度的四硫代鎢酸銨中加入1 mmol的二甲基亞砜后將混合溶液旋涂在氟云母基底上，在氬氣、氫氣混合氣體下按照一定升溫速率加熱至500 ℃退火，反應(yīng)1 h后四硫代鎢酸銨分解得到二維納米WS2，表征結(jié)果顯示制備的二維納米WS2沿平面方向連續(xù)生長，厚度接近4 nm，層數(shù)約為5層。

熱分解法有望代替CVD法生產(chǎn)出大面積、高結(jié)晶度的二維納米WS2，同時(shí)在制備過程中不會(huì)引入雜質(zhì)離子。但是過高的熱分解溫度會(huì)導(dǎo)致二維納米WS2生長不連續(xù)、形貌破碎，制備不同層數(shù)的WS2對熱分解溫度也有較高要求。

3 二維納米WS2的應(yīng)用

3.1 光催化劑

不同于傳統(tǒng)二氧化鈦等寬帶隙光催化劑只在紫外光下具有光響應(yīng)，二維納米WS2較窄的禁帶寬度能對可見光產(chǎn)生響應(yīng)[12]。巨大的比表面積不僅提供了豐富的吸附位點(diǎn)，同時(shí)提高了界面電荷轉(zhuǎn)移速率[51]。光激發(fā)產(chǎn)生的電子空穴會(huì)遷移到表面生成較強(qiáng)氧化還原性的活性自由基來破壞吸附的有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)。

Sang等[52]首次發(fā)現(xiàn)窄帶隙的二維WS2納米片的吸收光譜能拓展至近紅外區(qū)域，近紅外光下WS2也可以激發(fā)產(chǎn)生電子空穴對，在近紅外光照射5h后，甲基橙和羅丹明B染料的降解率分別達(dá)到80%、60%，PL譜圖顯示激發(fā)的電子空穴對具有相對較長的壽命和較高的界面電荷轉(zhuǎn)移。此外，研究人員發(fā)現(xiàn)二維WS2納米片對胺類氧化偶聯(lián)反應(yīng)也具有較好的催化作用。Raza等[36]將0.1 mmol的芐胺溶解于乙腈后加入少量二維WS2納米片催化劑，可見光下芐胺轉(zhuǎn)化為其對應(yīng)產(chǎn)物N-芐亞甲基芐胺的產(chǎn)率在94 %。圖6為光催化苯胺示意圖[36]，當(dāng)二維WS2納米片受到可見光激發(fā)后，導(dǎo)帶上電子與氧氣結(jié)合生成超氧自由基，而價(jià)帶上殘留的帶正電荷空穴轉(zhuǎn)移到芐胺形成陽離子胺，隨后超氧自由基和陽離子胺結(jié)合生成N-芐亞甲基芐胺。

圖6 WS2光催化苯胺原理圖[36]

3.2 光電檢測器

光電傳感器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的一類器件，其性能受到光吸收率、載流子遷移率的影響，通常用探測率、響應(yīng)時(shí)間、量子效率或光電導(dǎo)率判斷光電探測器性能。二維納米WS2較小的電子有效質(zhì)量提高了載流子的遷移率[53]，可調(diào)控的帶隙提高了光吸收性能，獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)帶來的機(jī)械柔韌性使得二維WS2在光電探測器領(lǐng)域得到了深入研究[54]。

Yang等[55]利用CVD法在SiO2基底上獲得大面積雙層WS2并制備出光電探測器。研究表明，在藍(lán)光照射下雙層WS2光電探測器具有最高的光響應(yīng)率3×103A/W，光電導(dǎo)率達(dá)1.4×104，探測率5×1012Jones以及低于100 μs的響應(yīng)時(shí)間。帶隙的降低使得雙層WS2光電探測器在紅光下的響應(yīng)率達(dá)到260 A/W，探測率1×1012Jones。二維納米WS2較強(qiáng)的光吸收能力和高的載流子遷移率增強(qiáng)了光電探測器的檢測性能。

3.3 場效應(yīng)晶體管(FET)

二維納米WS2具有較好的熱穩(wěn)定性和優(yōu)異的光致發(fā)光強(qiáng)度[56]，無懸垂鍵的表面提供了優(yōu)異的靜電柵極避免了載流子的猝滅[7]，同時(shí)克服了石墨烯零帶隙具有較低開關(guān)比的限制[57]。這些優(yōu)點(diǎn)使得二維納米WS2成為了場效應(yīng)晶體管熱門材料。

Hwang[58]等首次利用二維WS2納米片制備了場效應(yīng)晶體管，證明了層狀WS2帶隙的存在導(dǎo)致場效應(yīng)晶體管在室溫下具有高的開關(guān)比和飽和電流，比硅具有更高的電子遷移率使得二維WS2成為了低耗能場效應(yīng)晶體管的潛在材料。Yue等[59]利用CVD法制備出了高質(zhì)量的單層二維WS2納米片，通過電子束光刻法將二維WS2轉(zhuǎn)移到SiO2/Si基底上進(jìn)行電接觸，電子注入Ti/Au接觸點(diǎn)。200 ℃下退火去除殘留的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和含氧官能團(tuán)提高電極與單層WS2之間的接觸，測試發(fā)現(xiàn)單層WS2場效應(yīng)晶體管的電子遷移率為50.5 cm2/(V·s)開關(guān)比達(dá)到107。單層二維WS2具有較少的硫空位電子散射中心，提高了場效應(yīng)晶體管的電子遷移率和開關(guān)比。

3.4 潤滑劑

擁有獨(dú)特層狀結(jié)構(gòu)的二維納米WS2能夠顯著改善摩擦性能，在摩擦表面會(huì)形成易剪切的摩擦膜，進(jìn)入磨損的材料表層對摩擦痕跡進(jìn)行修復(fù)來顯著降低摩擦系數(shù)，因而通常被用作潤滑劑添加劑來改善摩擦性能。

Zhang等[9]利用石蠟油作為基礎(chǔ)油研究了不同形貌二維納米WS2的摩擦性能。結(jié)果表明，當(dāng)花狀WS2添加量為0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)，摩擦系數(shù)要比原始基礎(chǔ)油降低29.1%，加入片狀WS2的基礎(chǔ)油摩擦系數(shù)降低了24.5%。添加花狀WS2的基礎(chǔ)油具有更低的平均摩擦系數(shù)，因?yàn)楹穸染鶆虻募{米片組成了花狀WS2，花狀分解后的納米片在摩擦表面能夠形成均勻潤滑膜來改善摩擦性能。Ma等[60]等通過液相剝離法制備了橫向尺寸400 nm左右的不規(guī)則形貌二維WS2納米片并在150SN基礎(chǔ)油中進(jìn)行了6h的摩擦測試，結(jié)果表明加入二維WS2的150SN基礎(chǔ)油平均摩擦系數(shù)和磨痕痕跡比初始基礎(chǔ)油分別降低28.47%、51.67%。測試結(jié)果顯示混合WS2納米片的基礎(chǔ)油摩擦痕跡顯著減少，二維WS2納米片在摩擦面上形成油膜會(huì)使摩擦面更加光滑，有效改善了基礎(chǔ)油摩擦和耐磨性。

4 結(jié) 語

層狀過渡金屬硫化物在近十年時(shí)間迅速發(fā)展，二維納米WS2制備方法也更加多樣化，應(yīng)用范圍更加廣泛。但是現(xiàn)有制備方法或多或少都存在產(chǎn)量低、尺寸控制不理想、成本高、操作復(fù)雜、晶體缺陷等問題，如何制備出尺寸均一、結(jié)晶度高、層數(shù)可控、適合大規(guī)模生產(chǎn)的超薄二維WS2依然是制備主要研究方向。在應(yīng)用方面，光電器件需要大面積超薄均勻二維納米WS2來優(yōu)化器件性能，但大面積超薄二維納米WS2的生長機(jī)理尚不明確，工藝參數(shù)還需要進(jìn)一步優(yōu)化。在操作工藝上，化學(xué)氣相沉積法制備的單層二維納米WS2從基底轉(zhuǎn)移到器件材料表面時(shí)，極易產(chǎn)生褶皺、裂紋、氣泡等嚴(yán)重影響器件性能的問題。大比表面積的超薄二維納米WS2可以加快界面電荷轉(zhuǎn)移速率，但是載流子壽命較短，復(fù)合速率過快，需要進(jìn)行摻雜改性來提高載流子壽命。相比于體塊狀WS2，小尺寸、少層二維WS2在摩擦表面更容易形成均勻潤滑膜，提高摩擦性能。因此，開發(fā)和改良制備方法獲得高質(zhì)量的二維納米WS2才能最大程度發(fā)揮WS2的優(yōu)異性能，實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的工業(yè)應(yīng)用。