单层二硫化钼薄膜的制备可以通过气相沉积(PVD)或溅射法来实现。PVD是一种无源物质迁移的方法，其中包含两个步骤：首先将二硫化钼材料加入到真空容器中，然后在真空容器内通过电子束或电子束加热的方式将二硫化钼材料加以分解。在此过程中，气态的二硫化钼会通过物理原理而形成一层单独的膜。另一个方法是溅射法，它是将固体二硫化钼作为激光所打击表面上的一部分并把它们带到衬底上形成单层二氧化钛膜。