【技術】「シリコンもグラフェンも超える」、新たな半導体材料をスイスの大学が発表

　スイスの大学であるÉcole Polytechnique Fédérale de Lausanne（EPFL）の研究グループは、
モリブデナイト（二硫化モリブデン、MoS2）を半導体材料として利用できることを発見したと発表
した。同グループによれば、MoS2を用いたトランジスタは現在主流の半導体材料であるSi（シリ
コン）を用いる場合に比べて消費電力が10万分の1と小さい上、トランジスタのサイズを大幅に
小型化できるという（図1）。

　EPFLによると、MoS2はバンドギャップを持たせることが可能なため、次世代の半導体材料と
してグラフェンにも勝るという（参考記事：IBM社、グラフェンFETにバンドギャップを持たせること
に成功）。

　MoS2は地球上に豊富に存在する鉱物であり、これまでにも合金鋼や潤滑油の添加剤として
使われてきた。ただしEPFLによれば、MoS2が次世代の半導体材料として機能することを確認
したのは今回が初めてだという。この研究は、同大学のLaboratory of Nanoscale Electronics
and Structures（LANES）が実施した。

　EPFLの教授であるAndras Kis氏は、「MoS2は、トランジスタや発光ダイオード（LED）、太陽電
池などを飛躍的に小型化できる現実的な可能性を秘めている」と述べる。

　同氏によると、MoS2の重要な特性は、2次元方向に広がる層状の結晶構造を備えている点で
ある。このため、結晶構造が3次元のシリコンとは異なり、MoS2は厚みの薄い膜状に加工しやす
い。例えば、比較的厚い2nmのシリコン層と同程度の電子移動度を、MoS2では6.5オングストロー
ム（0.65nm）の厚みで実現でき、比較的簡単に製造できるという。

　さらに、グラフェンはバンドギャップを持たないが、MoS2は1.8eV（電子ボルト）のバンドギャップ
を有している。GaAs（ガリウム・ヒ素）の1.4eVとGaN（窒化ガリウム）の3.4eVとの中間に位置する
値だ。このためMoS2を使えば、電子的な機能と光学的な機能の両方を備えた半導体チップを実
現できる可能性もあるという。

http://www.eetimes.jp/files/images/news/201102/110204_rcj_molybenite_01_590.jpg
図1　モリブデナイトを使った超低消費電力FET
モリブデナイト（二硫化モリブデン、MoS2）を使った超低消費電力の電界効果トランジスタ（FET）
である。高誘電率ゲート酸化膜（HfO2）を用いたSOI（Silicon On Insulator）基板上で、モリブデナ
イトがFETのチャネル部として機能する。

ソース：EE Times Japan
http://www.eetimes.jp/news/4569

★依頼スレ＠レスhttp://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1292229178/305番より

で、俺が生きてるうちに製品化されるのかな？

性能はかなり面白そうだけど、資源的に無理くさい
実際どうなんだろう

しかし量産加工技術がないのであった

量産は無理だけど日本でも産出されてる

高性能おっぱいか

グリースに入ってる奴か。

すごいんだろうけどお高いんでしょう

沢山作れないだろうから今は高価だろうな。
あと、信越化学なんかが設備入れ替えてまで、生産するかな・・・・？

「半導体入りエンジンオイル」とか言って売り出したり…しないだろうけど

宇宙空間で最大効果を発揮しそうだな

昔は高かったけど、今は安いよ

モリブデンってレアメタルやん・・・。

スイス右から読んでも左から読んでもスイス

シリコン・グラフェンクス

シリコンはその辺に有りすぎて、そもそも「資源」と認識されることすらないからな・・・・・

シリコン右から読んでも左から読んでもシリコン

ダイヤ薄膜半導体は今やいずこ

何で画像に誰も突っ込まないんだろう

消費電力10万分の一

これじゃ近くにディスプレイがあるだけで電磁波による誤作動頻発だろう

直径40cmのウェーハー状の単結晶を作れるのはいつの日か。

そのなもシリモンコン

>>19
絶縁体がハフニウム酸化物で、ソース・ゲート・ドレインが
金みたい・・・どんだけ高価なんだか。

MoS2 FET

一方、日本は

【技術】液体シリコンを塗るだけで太陽電池発電　北陸先端大が世界初[02/07]
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1297087233/

でも、層状化合物を使って回路を作るには十分な面積のモノレイヤーを確保しないといけないからな…

そうだ、金の表面にチオールを吸着させて単分子膜にすれば良いんじゃね？
しかも、分子構造を変えれば機能性を持たせることもできそうだし…

俺って天才？

確か日本でも取れる材料だな

この研究はよく滑る。

滑ればいいのであれば、ボロンナイトライドなんかでもいいんジャマイカ？

>>23
ハフニウム酸化物くらい今どきatomにも入ってますがな

http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20110207-OYT1T01068.htm
これで、瓦の表面や窓ガラスにも太陽電池を安価に作れる可能性が
出てきたかも。

>>17
ほんとだ！すげー。

炭素ベースの半導体の量産方法開発する方が現実的？

森デブナイト？

>>3
自動車用で結構な量使われてるけど大して高くないよ

以前もどっかで見たな
消費電力何万分の１ｗ

これは１０万分の１の消費電力になるっつーけどアトムトランジスタは１００万分の１になるって話だがどうなんだろう

スレがあった

【技術】100万分の1の消費電力で、演算も記憶も行う新しいトランジスタを開発 NIMS
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1293117070/

あれ平面ダイヤじゃなかったのか・・・

>1
Single-layer MoS2 transistors
B. Radisavljevic, A. Radenovic, J. Brivio, V. Giacometti & A. Kis
ttp://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2010.279.html

風の又三郎こと高田三郎は
父親がモリブデンを掘るために転校してきた。
これ豆知識な。

>>24
俺は評価する

事業展開まで持って行く発想として

結晶が層構造で成長する
適切なバンドギャップを持つ
素材入手もしくは合成が安価かつ大量に可能

を満たす何かを総当たりで探せばいいということか

バンドギャップて何？

>EPFLの教授であるAndras Kis氏は、「MoS2は、トランジスタや発光ダイオード（LED）、太陽電 
>池などを飛躍的に小型化できる現実的な可能性を秘めている」と述べる。 

太陽電池を小型化ってので、とばしがばればれ

これはすごい。
スイス始まったな。

風の叉三郎ではお父さんがモリブデンを探す技師だったので
転校したと・・・・

>>1
集積度でＭｏＳ２なんかが勝てるのか？

原子量約２８の小ささのＳｉと、Ｍｏ＝９６、ｓ＝３２で９６＋３２＊２＝１６０もあるＭｏＳ２が勝てるのかと・・・

原子と分子の比較だから、一個あたりの大きさの差はさらに開く。



ＣＰＵやＧＰＵの世界の代用品にするのはどう考えても無理だな。

シリコン（ケイ素）の最大のメリットは、材料がほぼ無限に存在すること。
あと加工が容易で、インゴット化も簡単にできるため 搬送性が良い。
これによって、現在の半導体は安価・大量生産の恩恵を享受できている。

一方のモリブデンは、そこそこの採掘量はあるが、融点が非常に高いことから
加工がしにくい。
そのため大量生産が困難なので、シリコンを超えて普及することは絶対にあり得ない。

何が言いたいかっていうと、>>1 のスレタイが ＮＧ。

人類はじまったな

>>48
それ気になって検索してみたけど、結晶構造の問題らしい。
なんでもSiは層状に作らないと作れないけど、MoS2はシート状に作れるとか。
でも消費電力の面でｗｋｔｋ

どうやって精製して不純物を取り除いた後に、
巨大な単結晶の１層からなる材料に仕上げたらいいのか？

>>49
硫化モリブデンでウエハーを作るわけじゃないんだから
ウエハーを作りやすい物質に乗せるだけだよ

ミンスが２位でいいと言ったばっかりに
こういった技術力が他国にどんどん抜かれていく・・・・

>>48
siliconがダイヤモンド構造でMoS2が六方晶だけど
最隣接原子間の距離はほとんど同じだよ。

それ以前にもっと基本的なところから勘違いしてそうだけど、とりあえず

>>44
HOMO-LUMOのバルク版みたいなもん

耐圧と耐熱はどうなの？GaAsよりは良いんだろうな？

モリブデンは中国が抑えている(´・ω・｀)

記事を書いた記者は知識が無いので
シリコンとシリコーンの区別がわかっていない。

>>48
もしかして、原子半径は原子量に比例するとか思っちゃってる？

>>48
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1293661719/1
４で割ると40　だから、ジルコニウムみたいな感じになるのかな。

シスコンとシスコーンの違いみたいなもんか？

モリコートするだけで整流子が作れるのか。胸熱

>>59
ここにシリコーンなんか出てこないだろ。シリカと間違えてないか？

良く噛んで食えよ　尻コーン

モリブデンとかコスト的に論外だろ
鉄酸化物くらいならまだしも・・・

>>66
Moは最近半導体で使われている金属よりは安いけどな。
鉄は安いけど、高純度のものは扱いにくい。

近頃のLSIは既にSi に第13族と第15族と配線用金属でおしまいみたいな
単純な元素組成じゃないからなぁ

これ地味だけどすごいな

この辺はEPFLの強さが際立ってるなぁ
太陽電池もそうだったけど

モリブデン！モリブデン！モリブ、でんでんででっでん♪レッツゴーヽ(｀Д´)ノ

シリコーンってあれだろ？おっぱいに入ってるやつだろ？

本物のおっぱいには入ってないよ

これってブレークスルーになりうるの？
シリコンほどは汎用的に使える材料じゃないって感じなの？

これが実用か否かはV-I特性を見ないと判らない、
ゲート電圧が100mV以下で素子がOnOffするのなら画期的。

次世代おもしろトランジスタ候補色々あって訳わかんね

シリコンでは行き詰っているから、次のブレイクスルーへの待望が大きい

>>75
>40に載っているグラフがそうじゃないのか？
無料アクセスだと画像が小さいけど

>>40 電子移動度はMoS2＝100m2/Vs、Si＝150m2/Vs、グラフェン＝1500m2/Vs、
電子移動度は十分あり数nmのゲート長でも動作するのが長所。

N型だけだからCPUは無理だがDRAMやFlashなら今すぐにでもMoS2が使える、
DRAMやFlashを微細化して容量を1〜2桁伸ばせる、
P型があればCPUも微細化でき速度も上り省電力化も可能。

微細化は絶縁膜にトンネル電流が流れるのが問題になるがMoS2の
ゲート電流はS原子一層なのに以外に少なく突破口になるかもしれない。

けどダイヤモンドにはきっと勝てないな

工業的には、大面積化はどうなんだろう？

結局世界一すごいトランジスタってダイヤモンド半導体なんじゃないのかな？

まだ作れないけど　最強らしいし。

量産するのに何世紀まちましょうか？

その前に量子コンピューターやろ

十何年後かに実用化されたとして、おまいら
結局これ使ってやるの２ｃｈくらいだろ？

かつおだよな

これは凄い、垂直ゲートで4Fに収まり20nmで64GのDRAMやReRAMやPRAMやMRAMが作れる、
ReRAMやPRAMやMRAMなら多少電流が漏れても動作するから10nmで256Gや5nmで1Tも作れる。

炭素には勝てません

あ

昔、ラジコンのデフギアユニットに「モリブデン入り」と書いてあったな。
おれはずっと「モブリデン」と言ってたが。

ダイヤモンドが一番でしょ？

偽乳の材料？