纳米技术 拉曼光谱法测量二硫化钼薄片的层数编制说明.docx

计划号T-491

纳米技术拉曼光谱法测量二硫化钼薄片的层数

Nanotechnologies-MeasurementofthenumberoflayersofMoS?flakes-Ramanspectroscopymethod

编制说明

(征求意见稿)

国家标准编制工作组

2023年11月

目录

一工作简况 1

1.1任务来源 1

1.2制定背景 1

1.3起草过程 2

1.4起草工作组 5

二国家标准的编制原则和确定国家标准主要内容的论据 7

2.1标准编制原则 7

2.2确定国家标准主要内容的论据 8

三试验验证的分析，预期的经济效益、社会效益和生态效益 21

3.1试验验证的分析 21

3.2预期达到的社会效益等情况 41

四与国际、国外同类标准技术内容的对比情况 42

五以国际标准为基础的起草情况，以及是否合规引用或者采用国际国外标

准，并说明未采用国际标准的原因 43

六与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系 43

七重大分歧意见的处理经过和依据 43

八涉及专利的有关说明 43

九实施国家标准的要求，以及组织措施、技术措施、过渡期和实施日期的

建议等措施建议 44

十其他应予说明的事项 44

1

一工作简况

1.1任务来源

本任务来源于国标委发(2021)23号《国家标准化管理委员会关于下达2021年第二批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知》:

项目计划号T-491;

项目名称：《纳米技术拉曼光谱法测量二硫化钼薄片的层数》;标准类别：方法；

制修订：制定；

国际标准分类号：17.180.30;项目周期：36个月；

归口单位：全国纳米技术标准化技术委员会；主管部门：中国科学院。

1.2制定背景

二硫化钼(MoS?)是继石墨烯之后，备受科研界和产业界关注的典型二维材料。作为二维材料的典型代表，石墨烯和二硫化钼等低维材料以其优异且独特的电学、磁学、光学、力学特性和所蕴含的丰富物理现象，在世界范围内占据了凝聚态物理等基础学科领域中的重要地位。“2015国际半导体技术路线

图”(ITRS)中指出“在众多的解决方案中，使用二维材料看起来是非常有前途的”。基于二维材料的自旋电子学被列入欧盟“石墨烯旗舰计划”等由政府主导的重大科技工程，也说明了二维材料在“后摩尔定律”时代的半导体技术发展中的重要地位。

二硫化钼薄片具有优异的电学、光学、力学、热学等性能，在学术届和工业

2

届都引起了广泛的关注，已成为新一代高性能纳米光电子器件国际前沿研究的核心材料之一。二硫化钼薄片作为二维层状材料的代表，其层数或者厚度显著影响其光学和电学等性能。例如，单层二硫化钼薄片为直接带隙半导体，多层二硫化钼薄片为间接带隙半导体，且带隙随层数增加而逐渐降低，但场效应迁移率和电流密度会随之提高，进而通过调控二硫化钼薄片的层数实现与其相关的光电探测器、光电二极管、太阳能电池和电致发光器件的可控性能。所以，快速准确地表征二硫化钼薄片的层数对于其生产制备和相关产品开发具有重要的指导意义，也是深入研究二硫化钼薄片的物理和化学性质的基础和其开发应用的核心。目前国内外均没有现行的测试分析方法国家标准用于检测二硫化钼薄片产品的多项参数指标，通常只能参照采用学术论文中的实验结果或者双方认可的鉴定方法进行，没有与之配套的国家标准用于衡量评估产品质量。

拉曼光谱作为一种快速、无损和高灵敏度的光谱表征方法，已被广泛地应用于二硫化钼薄片的层数测量。比如，单层和多层二硫化钼薄片的拉曼光谱

中，高频拉曼振动模——E2g和A?g的峰位差值随二硫化钼薄片的层数而递增，两层及以上的二硫化钼薄片中低频拉曼振动模——呼吸(LB)模和剪切(S)

模的峰位与二硫化钼薄片的层数具有确定的对应关系。同时，对于制备在氧化硅衬底上的二硫化钼薄片，二硫化钼下方硅衬底的拉曼峰的强度也与其上二硫化钼薄片的层数呈现单调变化的关系。因此，利用上述拉曼光谱参数特征，就可以准确地测量二硫化钼薄片的层数。因拉曼光谱数据的测量结果会受到激发光波长、仪器参数、数据分析等各种因素的影响，需要对其进行标准化，建立一套先进实用、检测结果准确度高、操作实用性强、分析速度快的测量方法标准，为二硫化钼薄片的质量检验以及技术交流提供的科学、统一和普适的技术规范，促进拉曼光谱在纳米技术领域及二维材料产业中的推广应用。

1.3起草过程

(1)资料收集、编制标准开题论证报告和标准草案初稿

3

2017年