近几年单层和少层MoS₂迅速发展并应用于纳米电子器件和光电子器件等领域,本文采用微机械力剥离法制备SiO₂/Si基底上的1-4层MoS₂,通过光学显微镜和Raman光谱仪确定MoS₂的层数,利用兰州重离子加速器提供的9.5 MeV/u的209Bi离子、19.5 MeV/u的86Kr离子以及5.66 MeV/u的56Fe离子对制备的样品进行辐照。借助原子力显微镜（AFM）和透射电子显微镜（TEM）对辐照前后的样品进行表征,对快重离子在MoS₂中产生的损伤形貌进行观测;应用多种光谱技术,包括Raman、共振Raman、紫外可见光谱（UV-Vis）和X射线光电子能谱（XPS）研究了快重离子辐照MoS₂引起的性质变化。主要研究结果如下:AFM测量得到辐照后的体MoS₂晶体、SiO₂/Si基底上的三层和单层MoS₂表面都有小丘状突起。不同层数MoS₂表面突起的径迹产生率基本相同,⁰.7。由于针尖引入的卷积效应,突起的直径测量值比真实值要大,体MoS₂、SiO₂/Si基底上的三层和单层MoS₂表面突起的直径测量值分别为24.6±1.5、22.2±0.3和26.2±1.1 nm,退卷积后,直径分别为16.5±1.8、12.0±1.6和15.8±2.1 nm。三层和单层MoS₂的突起高度分别为1.0±0.2和1.0±0.3 nm,比体MoS₂表面的突起高度（0.6±0.1 nm）大,这是由于体MoS₂的再结晶效应更显著。随辐照注量增加,样品表面均方根粗糙度明显增大。由高倍TEM图像的晶格间距判断出辐照面为基平面。低倍明场像显示Bi离子辐照MoS₂产生的径迹为分布均匀、尺寸一致的黑色小圆点,1.27 GeV的Bi离子在MoS₂中的径迹产生率为0.95,径迹直径为7.1±0.7 nm。高倍明场像显示出径迹的内部结构:观测到径迹内部的非晶化及径迹内部格子被破坏的现象。在衍射图样上点越暗、晕约多,则非晶化越严重。结合XPS和Raman测试结果对离子辐照MoS₂的损伤机制进行了总结。0.97GeV的Bi离子辐照后MoS₂的XPS谱中O 1s浓度上升、出现Mo6+态,说明了MoO3或Mo-O键的形成,而Raman光谱中未观测到MoO3的特征峰,说明形成了Mo-O键,Mo-O键的形成是由潜径迹处的空位缺陷等吸附氧分子造成的。吸附的氧分子将MoS₂中的电子抽取出来,电子密度减小,即对MoS₂进行了p型掺杂,表现为A_1g峰的蓝移。层数越薄,蓝移越明显,说明样品越薄缺陷越多,抗辐照能力越差。通过进一步分析A_1g和E_2g¹峰的强度和半高宽的变化来研究辐照效应。晶格缺陷使A_1g和E_2g¹峰的强度都减弱,但电子密度减小使A_1g峰强度增强而E_2g¹峰几乎不受影响,因此A_1g峰强度降低的程度比E_2g¹峰弱,从而A_1g和E_2g¹峰的强度比IR随辐照注量增加而增大。A_1g模式的半高宽随着电子浓度的变化趋势与其电声子耦合强度随电子密度的变化趋势一致,电子密度减小导致A_1g模式的电声子耦合程度减弱,从而A_1g模式的半高宽变窄。通过共振Raman光谱研究了Bi和Fe离子对体MoS₂的辐照效应,辐照后在E_1u²峰的高波数端出现了一个新峰E_2g¹,E_1u² 和E_2g¹峰由于晶格缺陷而展宽,由于缺陷在MoS₂中引入的应力应变而随着注量增加向低波数方向移动。较高注量下,在²30 cm^-1处出现了缺陷诱导的模式LA（M）,同时在¹90 cm^-1处出现423 cm^-1峰和LA（M）模式的差频。组成⁴60 cm^-1峰的两个模式2LA（M）和2uA的面积比R_{2LA（M）/A2n}随Bi束辐照注量或者Fe离子电子能损的增加而增大,Bi束在MoS₂中的电子能损值比Fe束的大的多,所以当Bi束和Fe束相比,辐照注量低两个数量级时R_{2LA（M）/A2n}几乎相等,说明了电子能损值的大小对辐照结果具有重要的影响。LA（M）的出现及其倍频2LA（M）的相对增强说明缺陷的引入。缺陷的出现使A和B激子能量减小,同时Raman谱中⁴23 cm^-1的峰向低波数移动。采用不同功率的532 nm激光激发,测量0.97 GeV的Bi束辐照前后体MoS₂的Raman光谱。在较高功率下（¹0 mW）,E_2g¹和A_1g峰的峰位随着注量增加向低波数移动,峰形展宽,这是由于缺陷使MoS₂的热导率降低,激光诱导MoS₂局部温度升高引起的。定量计算得到了不同注量辐照的MoS₂的热导率,结果显示,MoS₂的热导率随注量增加不断降低,从未辐照样品的563 W/mK下降到1×101² ions/cm²辐照时的132 W/mK。