Nei programmi di ricerca strategica di base dell'Agenzia giapponese per la scienza e la tecnologia, Professore Associato Toshiaki Kato e Professore Toshiro Kaneko del Dipartimento di Ingegneria Elettronica, Scuola di specializzazione in Ingegneria, L'Università di Tohoku è riuscita a chiarire un nuovo meccanismo di sintesi relativo ai dicalcogenuri dei metalli di transizione (TMD), che sono fogli atomici di semiconduttori aventi spessore in ordine atomico.

Poiché è difficile osservare direttamente gli aspetti del processo di crescita della TMD in un ambiente speciale, il processo di crescita iniziale è rimasto poco chiaro, ed è stato desiderabile chiarire un meccanismo dettagliato di sintesi per ottenere TMD di alta qualità.

Un metodo di sintesi osservativa in situ è ​​stato sviluppato dal nostro gruppo di ricerca per esaminare l'aspetto della crescita di TMD come immagine ottica in tempo reale in una speciale atmosfera ad alta temperatura di circa 800°C in presenza di gas corrosivi. Inoltre, un substrato di sintesi, che è un meccanismo per controllare la diffusione durante la crescita dei cristalli di un precursore, è stato sviluppato in anticipo; ulteriore, è stato chiarito che il precursore in crescita diffonde una distanza circa 100 volte maggiore rispetto ai materiali semiconduttori convenzionali. È stato inoltre dimostrato che la nucleazione avviene a causa del coinvolgimento del precursore in uno stato di goccioline. Per di più, utilizzando questo metodo, un'integrazione su larga scala di oltre 35, 000 fogli atomici monostrato a cristallo singolo sono stati ottenuti su un substrato in una scala pratica (Figura 1).

Utilizzando i risultati della presente ricerca, l'integrazione su larga scala di fogli atomici semiconduttori spessi di ordine atomico può essere fabbricata e dovrebbe essere messa in pratica nel campo dell'elettronica flessibile di prossima generazione.