岡山大学は7月8日、閉じ込め空間を用いた新しい化学気相成長(CVD)法により、原子レベルに薄い半導体材料の「遷移金属ダイカルコゲナイド」(TMDC)の大面積・高品質合成に成功したことを発表した。

同成果は、岡山大大学院 自然科学研究科の橋本龍季大学院生、岡山大 学術研究院 自然科学学域の鈴木弘朗助教、同・三澤賢明助教、同・鶴田健二教授、同・林靖彦教授、東京都立大学大学院 理学研究科 物理学専攻の宮田耕充准教授らの共同研究チームによるもの。詳細は、米国化学会が刊行するナノサイエンスとナノテクノロジーに関する全般を扱う学術誌「ACS Nano」に掲載された。

層状物質で、単層が原子3個分の厚みを持つ半導体材料「TMDC」は、単層でのみ発光特性を持つ直接遷移型半導体として知られているほか、この単層TMDCは優れた機械的柔軟性、光学特性、電気特性を持ち合わせていることから、次世代の光電子デバイスへの応用が期待されている。

そうした単層TMDCを得る方法にCVD法があるが、従来の固体原料を用いたCVD法では、得られるTMDCの結晶サイズが小さく結晶性が低いため、デバイス性能を低下させる要因とされており、高い結晶性のTMDC結晶を大面積で合成する手法の開発が求められていた。

そこで研究チームは今回、TMDCの一種である「二硫化タングステン」(WS2)を活用した大面積・高品質合成の実現を目指したという。