In de strategische basisonderzoeksprogramma's van het Japan Science and Technology Agency, Universitair hoofddocent Toshiaki Kato en professor Toshiro Kaneko van de afdeling Electronic Engineering, Graduate School of Engineering, Tohoku University is erin geslaagd een nieuw synthesemechanisme met betrekking tot overgangsmetaaldichalcogeniden (TMD) op te helderen, die atomaire halfgeleiderplaten zijn met een dikte in atomaire volgorde.

Omdat het moeilijk is om aspecten van het groeiproces van TMD in een speciale omgeving direct te observeren, het aanvankelijke groeiproces bleef onduidelijk, en het was wenselijk om een ​​gedetailleerd synthesemechanisme op te helderen om TMD van hoge kwaliteit te verkrijgen.

Onze onderzoeksgroep heeft een in-situ observerende synthesemethode ontwikkeld om het groeiaspect van TMD als een realtime optisch beeld te onderzoeken in een speciale hoge temperatuuratmosfeer van ongeveer 800°C in aanwezigheid van corrosieve gassen. In aanvulling, een synthesesubstraat, wat een mechanisme is om diffusie te regelen tijdens de kristalgroei van een voorloper, is vooraf ontwikkeld; verder, het is verduidelijkt dat de groeiende voorloper een afstand diffundeert die ongeveer 100 keer groter is dan in conventionele halfgeleidermaterialen. Er werd ook aangetoond dat nucleatie optreedt als gevolg van de betrokkenheid van de voorloper in een druppeltoestand. Verder, door deze methode te gebruiken, een grootschalige integratie van meer dan 35, 000 monolaag eenkristal atomaire platen is bereikt op een substraat op praktische schaal (Figuur 1).

Gebruik makend van de resultaten van het huidige onderzoek, de grootschalige integratie van atomaire dikke atoomplaten van halfgeleiders kan worden gefabriceerd en zal naar verwachting in de praktijk worden toegepast op het gebied van flexibele elektronica van de volgende generatie.