二硫化钼（MoS2）特殊的层状结构使其具有许多独特的性质,与块体材料相比,单层或几层的2H-MoS2具有可调谐的电子结构、高催化活性以及优异的机械与光学性能,因此,其在电池、电子器件、催化、生物医学和能源等领域有着广泛应用。由于单层MoS2具备1.9eV的直接带隙,其光吸收波长在可见光范围内,且光吸收对其表面的载流子浓度十分敏感。该特性可用于高灵敏度电荷成像领域,比天然零带隙的薄层石墨烯拥有更大的潜力。因此,发展简单可控的薄层MoS2制备方法,成像MoS2纳米材料界面电荷分布对理解和扩展MoS2纳米材料性能及应用范围具有重要意义。本论文围绕薄层MoS2的制备与电荷成像的研究主题,主要研究内容和结果如下:1.薄层MoS2纳米片的光电制备及刻蚀机理研究。MoS2纳米材料具有优异的机械和光学性能,薄层MoS2纳米片的可控制备有利于扩展其在半导体等领域的应用。本研究使用外加正偏压和高功率激光,对负载在镀ITO玻璃片上的MoS2纳米薄片进行刻蚀,成功开发了一种用于得到可控厚度和尺寸的MoS2方法。我们将蚀刻归因于倏逝波促进了 MoS2中的两种激子激发,以及正偏压带来的含氧自由基作用。刻蚀后的MoS2纳米薄片具有更多的缺陷,因此存在更多的反应活性位点,不仅分布在材料边缘,而且能向内辐射。这项工作不仅有助于加深对MoS2纳米薄片刻蚀机理的理解,也为MoS2纳米薄片催化反应或是成像应用的微观原位研究提供了理想的制备方式。2.薄层MoS2纳米片的干涉反射-电化学阻抗成像研究。MoS2在光学成像领域的应用潜力能解决现有方法操作繁复、成像时间长、成本较高等问题。研究开发了一种基于干涉反射成像法（IRM）与电化学阻抗法的成像方式,对负载在镀ITO玻璃片上的MoS2纳米片同时施加直流电与交流电,并用相机记录IRM信号随时间的变化,通过快速傅里叶（FFT）数据处理得到二维材料表面的电荷分布成像图。我们验证了成像原理并进行了电荷灵敏度校准,为测量二维材料局部表面电荷密度提供了一种高效率、高灵敏度的光学成像方法,也能够实现二维材料表面杂质与缺陷的识别与定位。3.电荷成像用于无标记检测小分子。利用上述得到的干涉反射-电化学阻抗电荷成像技术,成像分析了小分子污染物在MoS2纳米薄片的表面吸附,通过成像图中的FFT强度变化对小分子进行电荷量的识别,比较了对不同带电量、带电种类分子的成像效果。这项工作为水体中的带电污染物分子提供了简便快速的免标记检测方式。