二硫化钼（MoS₂）作为一种二维过渡金属硫族化合物，因其层状结构和良好的电学、光学性能，在纳米电子学、光电器件、催化及储能等领域展现出应用潜力。Si/SiO₂衬底因其良好的晶体稳定性和与硅基半导体工艺的兼容性，成为MoS₂薄膜外延生长的平台。

Si/SiO₂ 衬底的优势

（一）电学性能

Si/SiO₂ 衬底具有良好的电学性能，其表面的 SiO₂ 层能够有效隔离衬底与 MoS₂ 薄膜之间的电学干扰，提高器件的性能和稳定性。此外，Si/SiO₂ 衬底的导电性能够有效提高器件的电学性能，满足高性能电子器件的需求。

（二）晶体结构

Si/SiO₂ 衬底具有良好的晶体结构，其表面的 SiO₂ 层能够提供稳定的生长环境，有助于 MoS₂ 薄膜的高质量生长。此外，Si/SiO₂ 衬底的晶体结构与 MoS₂ 的晶体结构较为匹配，能够实现高质量的外延生长。

MoS₂ 薄膜的高质量制备技术

（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 Si/SiO₂ 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 Si/SiO₂ 衬底上 MoS₂ 薄膜的制备。

1. 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 薄膜的质量。生长温度对 MoS₂ 薄膜的电学性能有影响。

2. 界面调控

通过在 Si/SiO₂ 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 Si/SiO₂ 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。

3. 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。

（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 Si/SiO₂ 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。

1. 生长条件优化

通过优化生长条件，如源材料的蒸发速率和衬底温度，可以提高 MoS₂ 薄膜的质量。实验结果表明，源材料的蒸发速率和衬底温度对 MoS₂ 薄膜的电学性能有影响。

2. 界面调控

通过在 Si/SiO₂ 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 Si/SiO₂ 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。

3. 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。

（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 Si/SiO₂ 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 Si/SiO₂ 衬底上 MoS₂ 薄膜的制备。

1. 生长条件优化

通过优化生长条件，如蒸发条件和衬底温度，可以提高 MoS₂ 薄膜的质量。实验结果表明，蒸发条件和衬底温度对 MoS₂ 薄膜的电学性能有影响。

2. 界面调控

通过在 Si/SiO₂ 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 Si/SiO₂ 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。

3. 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。

Si/SiO₂ 衬底上 MoS₂ 薄膜的高质量制备技术，包括化学气相沉积（CVD）、分子束外延（MBE）和物理气相沉积（PVD）等方法。通过优化生长条件、界面调控和缺陷控制，实现了高质量 MoS₂ 薄膜的制备，并对其电学和光学性能可进行表征。