二硫化钼单原子层是一种类似于石墨烯的二维材料,而不同于石墨烯的零带隙,二硫化钼单原子层拥有1.9电子伏特的直接带隙,因此它是比石墨烯更适用于晶体管等电子器件中的纳米材料。本论文应用透射电子显微镜的高分辨电子显微和电子衍射方法研究分析二硫化钼纳米材料的精确原子结构。本论文的主要内容分为三部分:第一部分的主要内容是对纳米管结构因子的理论推导,其中包括对碳纳米管结构因子及其选择定则的解析推导。使用螺旋线和离散平面列卷积的方法,并对一般二维晶体能够形成纳米管的约束条件的分析,分别得出了五种二维晶体的能够卷成纳米管的约束条件,其中六角和正方晶格天然满足约束条件,矩形晶格需要满足a~2/b~2为有理数的约束条件,斜交晶格需满足二次方程有正解的约束条件;第二部分的主要内容是对两片二硫化钼纳米薄片精细原子结构的电子衍射分析。其中介绍了一套实验方法和用于模拟计算的几何模型,使用旋转样品台拍摄记录不同倾转角度下的电子衍射图,以及应用描述两片纳米薄片之间空间关系的几何模型和相应空间角度所满足的方程组,通过模拟计算求出两片二硫化钼纳米薄片之间的二面角的大小为23.4°;第三部分的主要内容是作者对二硫化钼纳米管,二硫化钼纳米薄片和石墨烯/二硫化钨复合物的合成方法的探索,以及对所合成的纳米材料进行高分辨电子显微像、电子衍射图等表征的结果的讨论和分析。发现使用纳米线作为纳米管前驱体能够调节纳米管的直径粗细,使用衬底及辅助生长的前驱体能够促进生长的纳米薄片厚度均匀、结晶性良好。