阐明半导体原子片的新合成机理

在日本科学技术署的战略基础研究计划中，东北大学工程学研究生院电子工程学系的加藤俊明副教授和金城敏郎教授成功地阐明了一种有关过渡金属二卤化金属(TMD)的新合成机理。具有原子顺序厚度的半导体原子片。

由于难以在特殊环境下直接观察TMD生长过程的各个方面，因此初始生长过程仍不清楚，因此需要阐明详细的合成机制以获得高质量的TMD。

我们的研究小组开发了一种原位观察合成方法，以在有腐蚀性气体的情况下，在约800°C的特殊高温环境下，以实时光学图像的形式检查TMD的生长情况。另外，已经预先开发了作为控制前驱体的晶体生长期间的扩散的机制的合成基板。此外，已经阐明，生长的前体的扩散距离是传统半导体材料中扩散距离的约100倍。还证明了由于液滴形式的前体的参与而发生成核。此外，通过使用这种方法，大规模集成了超过35,000个单层单晶原子片 已在实际规模上在基材上实现(图1)。

利用本研究的结果，可以制造原子级厚半导体原子片的大规模集成，并有望在下一代柔性电子领域中投入实际应用。