Synthesis of wafer-scale two-dimensional transition metal dichalcogenide single crystals for high-performance electronic devices

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K15399
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分28030:ナノ材料科学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 李 世勝 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 若手国際研究センター, ICYS研究員 (90812678)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 二次元ナノ材料科学 / 化学気相成長 / 遷移金属カルコゲナイド / 電界効果トランジスタ / 電子デバイス

研究成果の概要

2次元遷移金属ダイカルコゲナイド（TMDC）を対象に合成技術の開拓と電界効果トランジスタ（FET）への応用を進めた。Na2MoO4などの溶融塩を使用するSalt2.0技術を開発し、2インチMoS2膜とパターニング、ReおよびV ドープTMDC等、高品位膜の作製に成功した。MoS2-FETの場合、高い電子移動度と高い電流オン/オフ比がウェーハ全体で均一性に得られた。 さらに、Re（電子供与体）およびV（電子受容体）のドープにより、半導体から金属までの電気特性制御を可能にした。高濃度ドープ金属TMDCを電極、半導体TMDCを接合させることで、低抵抗界面を有した2D次元デバイスの構築が期待される。

自由記述の分野

二次元ナノ材料科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

We had achieved the synthesis of wafer-scale and patterned 2D TMDC films, Re- and V-doped TMDCs using the Salt 2.0 technique. As a supplement to the current 3D silicon electronics, the as-grown high-quality 2D TMDCs pave the way for high-performance flexible and wearable electronics and sensors.