二硫化钼（MoS₂）作为一种二维过渡金属二硫化物，因其良好的半导体特性和光学性能，在电子器件、光电器件和生物医学等领域展现出应用潜力。蓝宝石（α-Al₂O₃）因其稳定的化学性质、良好的晶体结构和与 MoS₂ 较为匹配的晶格参数，成为 MoS₂ 生长的平台。

MoS₂ 薄膜的生长方法

（一）化学气相沉积（CVD）

化学气相沉积（CVD）是一种常用的 MoS₂ 生长方法，通过将含钼和硫的前驱体气体在高温下分解，沉积在蓝宝石衬底上形成 MoS₂ 薄膜。CVD 方法具有生长温度低、薄膜均匀性好、可大面积生长等优点，适用于蓝宝石衬底上 MoS₂ 薄膜的制备。

（二）分子束外延（MBE）

分子束外延（MBE）是一种高真空下的薄膜生长技术，通过将钼和硫的源材料加热蒸发，形成分子束沉积在蓝宝石衬底上形成 MoS₂ 薄膜。MBE 方法具有高精度、高纯度、可控制生长等优点，能够实现高质量 MoS₂ 薄膜的生长。

（三）物理气相沉积（PVD）

物理气相沉积（PVD）是一种通过物理方法将钼和硫的源材料蒸发或溅射，沉积在蓝宝石衬底上形成 MoS₂ 薄膜的技术。PVD 方法具有操作简单、成本低、可大面积生长等优点，适用于蓝宝石衬底上 MoS₂ 薄膜的制备。

MoS₂ 薄膜的电学性能测试

（一）载流子迁移率

载流子迁移率是衡量半导体材料电学性能的重要参数，反映了载流子在电场作用下的运动能力。通过霍尔效应测量，可以得到 MoS₂ 薄膜的载流子迁移率。

（二）电导率

电导率是衡量材料导电能力的重要参数，反映了材料在电场作用下的电流传输能力。通过四探针法测量，可以得到 MoS₂ 薄膜的电导率。

（三）阈值电压

阈值电压是衡量半导体器件开启和关闭的重要参数，反映了器件在不同电压下的导电状态。通过电学特性测试，可以得到 MoS₂ 薄膜的阈值电压。

（四）开关比

开关比是衡量半导体器件在开启和关闭状态下电流比的重要参数，反映了器件的开关性能。通过电学特性测试，可以得到 MoS₂ 薄膜的开关比。

电学性能优化

（一）生长条件优化

通过优化生长条件，如温度、压力、气体流量等，可以提高 MoS₂ 薄膜的电学性能，生长温度对 MoS₂ 薄膜的电学性能有影响。

（二）界面调控

通过在蓝宝石衬底表面引入中间层或进行表面处理，可以优化 MoS₂ 与衬底之间的界面特性，提高薄膜的电学性能。在蓝宝石衬底表面引入一层薄的氧化物中间层，可以有效减少界面缺陷，提高 MoS₂ 薄膜的载流子迁移率和电导率。

（三）缺陷控制

通过优化生长工艺和后处理方法，可以减少 MoS₂ 薄膜中的缺陷密度，提高薄膜的电学性能。通过退火处理，可以减少薄膜中的缺陷密度，提高薄膜的载流子迁移率和电导率。

蓝宝石衬底上生长的MoS₂具有良好的电学性能，包括载流子输运特性、场效应晶体管性能以及谷电子学特性。这些性能使得MoS₂在电子器件、光电器件和量子计算等领域具有应用前景。