Article
ナノスケール材料：サファイア上での2層二硫化モリブデンの均一核生成とエピタキシー
Nature 605, 7908 doi: 10.1038/s41586-022-04523-5
二次元の遷移金属ジカルコゲニド（TMD）は、シリコンエレクトロニクスを超えるものとして注目されている。優れた静電制御と、単層よりも狭いバンドギャップおよび高い移動度を併せ持つ2層TMDによって、トランジスターのエネルギー遅延積が改善される可能性が示唆されてきた。しかし、単層TMDの成長には進歩が見られるものの、多層TMDの制御されたエピタキシャル成長は、依然として困難である。今回我々は、c面サファイア上での、2層二硫化モリブデン（MoS2）の均一核生成（> 99％）について報告する。具体的には、我々は、c面サファイアの原子テラスの高さを操作して、エッジ核生成機構とMoS2ドメインの融合によるセンチメートルスケールの連続膜の生成を実現した。2層MoS2チャネルを用いて作製した電界効果トランジスター（FET）デバイスは、単層膜を用いたFETデバイスと比較して、移動度の著しい向上（最高で122.6 cm2 V−1 s−1）とばらつきの大幅な改善を示した。さらに、短チャネルFETは1.27 mA μm−1というオン状態電流を示し、この値は高性能FET に関するロードマップの2028年の目標値を上回っている。
