MoS2属于过渡金属硫化物,具有天然可调控的电子带隙结构。二维层状MoS2不同于传统材料,在本文中,通过掺杂对材料的电学和光学性能进行调控,本文从实验制备和理论计算两方面研究了本征单层MoS2和Ag掺杂MoS2纳米材料,另外本文还进行了Sb元素掺杂MoS2的理论研究。在本文中,实验部分主要通过水热法分别合成了本征MoS2纳米片和Ag掺杂的MoS2纳米片,纳米片的厚度范围为0.9至1.1 nm;此外,紫外可见光吸收测试表明Ag掺杂MoS2纳米片的吸收光谱随Ag含量的增加而增加:同时也对对Ag掺杂MoS2纳米片的光催化性能进行了测试,结果显示Ag掺杂的MoS2纳米片的光催化制氢率可达到2695 umol h-1 g-1且具有良好的稳定性。理论部分采用密度泛函理论研究了未掺杂单层MoS2与Ag掺杂单层MoS2的介电函数、吸收系数、折射率和电子结构。模拟结果显示,Ag掺杂MoS2结构体系在紫外-可见光区域的吸收强度显着增强,并且Ag掺杂单层MoS2体系的导带与本征MoS2相比是降低的。因此,Ag掺杂MoS2可以优化能带结构,从而提高光催化活性。以上研究表明实验测试与理论计算结果相吻合。基于第一性原理还研究了本征MoS2和Sb掺杂单层MoS2的电子结构和光学性质,结果显示:未掺杂MoS2和Sb替位式Mo掺杂单层MoS2是带隙分别为1.68 eV和1.06 eV的直接带隙半导体,然而,Sb替位式S掺杂单层MoS2是带隙为1.47 eV的间接带隙半导体,故掺杂Sb可以很好地调控MoS2的能带结构。Sb掺杂后MoS2吸收光谱的能量宽度明显变大,吸收明显增强。这些理论结果有望为基于单层MoS2的光电子纳米器件的设计提供有用的指导。