東京大学の桐谷乃輔准教授らの研究チームは、厚さサブナノメートル（ナノは１０億分の１、サブナノは１ナノメートル未満）の２次元（２Ｄ）半導体を単離する手法を開発した。１分間と短い溶媒内超音波処理により、基板上に転写された半導体単層を選択的に孤立させる。従来難しかった多数の電極を持つ単層デバイスを効率良く作製できるほか、２Ｄ半導体物性の開拓にも役立つと期待される。

研究チームはランダムに基板上へ剥離された２Ｄ半導体を短時間で選別できる提案手法を使い、二硫化モリブデンをはじめとする「遷移金属カルコゲナイド」の結晶に対し、基板上に単離できることを示した。

さらに、単層と同時に基板上に転写されてしまう９９％の不要なバルク結晶群を除去するメカニズムも解明。その上で単離した単層を用い、実際に多数の複雑な電極を持つデバイスを作製した。

２Ｄ半導体はわずか３原子で形成された約０・７ナノメートル厚の単層であっても半導体としての挙動を示す。接着テープに貼り付けた２Ｄ半導体結晶に対して剥離を繰り返して薄くした後、基板上へと転写する簡単な方法により、良質な結晶性の極薄膜が得られる。

一方で、デバイス設計に向けて、多量のバルク結晶を選択的に除去しつつ、単層だけを基板上へ残す単離手法が求められていた。