研究目的
开发一种利用单层二硫化钼（MoS2）进行局部表面电荷分布光学成像的方法，并展示其在检测带电分子及表征二维材料杂质方面的应用。
研究成果
研究表明，单层二硫化钼（MoS2）能实现局部表面电荷的高灵敏光学成像，在检测分子结合及表征杂质方面具有应用价值。其电荷灵敏度显著高于等离子体方法，该技术为无标记生物传感和材料分析提供了可能，未来还需优化精度与分辨率。
研究不足
电荷精度取决于校准因子，该因子可能随离子浓度和样品差异而变化，因此需要对每个MoS2样品进行单独校准?？占浞直媛适芄庋а苌湎拗疲ㄔ?50纳米），且该方法涉及复杂的设置和数据处理。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用电化学门控装置调控单层二硫化钼（MoS2）的载流子密度，利用其对电荷敏感的光学吸收特性。在不同门电压下记录光学透射图像，并通过快速傅里叶变换（FFT）分析时变图像以实现电荷分布映射。
2：样品选择与数据来源：
单层MoS2样品通过化学气相沉积法（CVD）在SiO2/Si衬底上合成后转移至氧化铟锡（ITO）玻片。使用0.1 M氟化钠水溶液和1×磷酸盐缓冲液（PBS）等电解液。
3：1 M氟化钠水溶液和1×磷酸盐缓冲液（PBS）等电解液。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括倒置光学显微镜（尼康Ti-E）、恒电位仪（ARFDE5，Pine研究仪器）、函数发生器（安捷伦33220A）、CCD相机（Pike F-032B，盟友视觉技术）、拉曼系统（堀场-Jobin Yvon）、高分辨透射电镜（JEOL 2100）及表面等离子共振显微镜。材料包含MoS2、ITO玻片、电解液及牛血清白蛋白（BSA）。
4：ITO玻片、电解液及牛血清白蛋白（BSA）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：将MoS2样品浸入电解液并通过参比电极施加门电压，在不同门电压及正弦调制条件下采集光学透射图像。通过数据采集卡同步数据，对图像序列进行FFT处理以提取电荷敏感信息。
5：数据分析方法：
采用FFT分析光学透射变化，根据透射强度-门电压曲线确定校准系数并量化载流子密度。统计分析包括将数据拟合至兰德尔等效电路等模型。
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function generator
33220A
Agilent
Generates sinusoidal potential modulation for gate voltage
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CCD camera
Pike F-032B
Allied Vision Technology
Records optical transmission images
-
HRTEM
JEOL 2100
JEOL
Acquires high-resolution transmission electron microscopy images and electron diffraction patterns
-
potentiostat
ARFDE5
Pine Research Instrumentation
Applies and controls electrochemical gate voltage
-
inverted microscope
Ti-E
Nikon
Performs optical imaging of samples
-
objective lens
Apo, TIRF, 60×, NA: 1.49, WD: 0.12 mm
Nikon
Collects transmitted light for imaging
-
Raman system
Horiba-Jobin-Yvon
Collects Raman and photoluminescence spectra
-
DAQ card
USB-6250
National Instruments
Synchronizes electrochemical measurements and CCD camera
-
LED light source
X-Cite 110
Illuminates sample for optical transmission imaging
-
band pass filter
Filters light to specific wavelengths for imaging
-
spectrometer
Acton Spectra Pro SP-2300
Princeton Instruments
Analyzes transmission light for optical absorption measurements
-
superluminescence diode
QSDM-680-2
Qphotonics LLC
Provides light for surface plasmon resonance imaging
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