二硫化钼（MoS₂）作为二维过渡金属硫化物（2D-TMDs），在Si/SiO₂衬底上应用于晶体管、传感器和柔性电子器件。Si/SiO₂衬底上MoS₂薄膜的热稳定性（包括氧化行为、热分解温度及层间热膨胀失配）与机械性能（如断裂强度、弹性模量及界面结合力），揭示了界面缺陷、硫空位浓度及层数对性能的影响机制，并提出了通过界面工程、缺陷调控及复合结构设计的优化策略，为MoS₂基器件的可靠性提升提供理论指导。

MoS₂的热稳定性

（一）热稳定性研究进展

MoS₂具有较高的熔点（1185℃）和良好的热稳定性。MoS₂薄膜在高温环境下仍能保持其结构和性能。

（二）热稳定性影响因素

衬底影响：Si/SiO₂衬底与 MoS₂的热膨胀系数不同，导致热失配，从而产生热应力。SiO₂的热膨胀系数小于 MoS₂，在冷却过程中，MoS₂收缩较快，而 SiO₂衬底收缩较慢，因此衬底抑制了 MoS₂的收缩，使 MoS₂受到来自衬底的拉应力。

层数影响：MoS₂薄膜的层数对其热稳定性也有影响。较厚的 MoS₂薄膜具有更好的热稳定性。例如，在高温实验中，选择 MoS₂通道厚度为 9 - 12 nm 的器件，这些器件在高温下表现出更好的性能。

MoS₂的机械性能

（一）机械性能研究进展

MoS₂的机械性能因其层状结构而表现出各向异性。其层内的强共价键提供了良好的机械稳定性，而层间的弱范德华力则赋予其良好的剥离性能。不同结构的 MoS₂表现出不同的力学性能。

（二）机械性能影响因素

衬底支撑：衬底支撑的 MoS₂与悬空 MoS₂的机械性能有所不同。衬底支撑的 MoS₂受到衬底的束缚作用，其热应力分布较均匀，而悬空 MoS₂的热应力分布较为复杂。

厚度影响：MoS₂薄膜的厚度对其机械性能也有影响。较厚的 MoS₂薄膜具有更高的承载能力和更好的机械稳定性。

应用前景

（一）电子器件

MoS₂的热稳定性和机械性能使其在电子器件领域具有应用前景。例如，MoS₂薄膜晶体管（TFT）在高温环境下仍能保持良好的性能，适用于航空航天、能源发电等领域。此外，MoS₂的高机械稳定性使其在柔性电子器件中也具有潜在应用价值。

（二）光电器件

MoS₂的热稳定性和机械性能使其在光电器件中表现出良好的性能。例如，基于 MoS₂的气体传感器在高温下仍能保持高选择性和高响应率。此外，MoS₂的高机械稳定性使其在柔性光电器件中也具有潜在应用价值。

（三）传感器

MoS₂的热稳定性和机械性能使其在传感器领域具有重要的应用价值。例如，MoS₂薄膜在高温环境下仍能保持良好的性能，适用于高温传感器的应用。此外，MoS₂的高机械稳定性使其在压力传感器和生物传感器中也具有潜在应用价值。

Si/SiO₂衬底上 MoS₂的热稳定性和机械性能是其在电子器件、光电器件和传感器等领域应用的关键因素。MoS₂具有良好的热稳定性和机械性能，其性能受衬底、层数和厚度等因素的影响。