【材料科学】世界初、原子１層からなる半導体の性質を容易にコントロール　万能性基幹分子の実現に一歩前進

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16/10/24 17:53:30.59 CAP_USER.net
世界初、原子１層からなる半導体の性質を容易にコントロール～万能性基幹分子の実現に一歩前進～｜国立大学法人千葉大学のプレスリリース
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千葉大学の青木伸之准教授は，SUNYバッファロー大のJ.P. Bird教授，Rice大のR. Vajtai教授らと共同で，原子層物質（注1）の一種である二硫化モリブデン（MoS2）に，走査電子顕微鏡で電子線を照射するだけで，半導体として重要なバンドギャップ（注2）が大きくなる現象を世界で初めて発見しました。

•研究の背景　～原子層物質への期待～
現在のコンピューターで使われているシリコンによる大規模集積回路（LSI）は，トランジスターの大きさをどんどん小さくして集積度をあげることで性能を伸ばしてきました。しかし，その方法は限界に近づいており，シリコンに代わってグラフェンや二硫化モリブデン（MoS2）といった原子層物質による，原子たった１層で作られたトランジスターが注目されています。一方，半導体としての性質を決める重要な特徴にバンドギャップがありますが，従来の材料ではその値は物質ごとに決まっていて，変えることはできませんでした。しかし，MoS2などの原子層物質では電子線の照射といった簡便な方法でバンドギャップを後から変えられることが示されました。この発見は，原子１層からなる様々なエレクトロニクスが実現できる可能性につながる成果といえます。
•成果の概要　～半導体の性質をカスタマイズ～
千葉大学青木研究室では，光や電子線を照射することで，一つの物質から様々な異なる性質の材料を作り出すことができる「万能性基幹分子(注3)」の研究を進めてきました。その研究の中で，青木研の大学院生の松永正広らは，１層のMoS2単結晶で作られたトランジスターの中に，性質の異なる部分があることを発見しました。走査プローブ顕微鏡(注4)を複合的に用いて解析を進めていくと，その部分はバンドギャップが広くなっていて，その境界がトランジスターとしての動作を担っていることがわかりました。さらに検証を進め，その変化の原因は，試料の作製プロセスに使っていた電子線リソグラフィ(注5)で使用する電子線照射によるものであることを突き止めました。この研究により，原子層物質では，一般によく使われている走査型電子顕微鏡（SEM）といった簡易な装置で電子線を照射するだけで，バンドギャップを容易にコントロールできることがわかり，万能性基幹分子としての応用に一歩前進しました。

（以下略）

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