半導体を構成する基本部品としてのトランジスタのサイズは、半導体の縮小につれ物理的な限界に近づき続けている。その中で絶縁の役割を果たすゲート誘電体材料が極めて重要だ。中国科学院上海マイクロシステム・情報技術研究所の狄増峰研究員のチームは、2次元集積回路用の単結晶酸化アルミニウムゲート誘電体材料「人工サファイア」を開発した。この材料は優れた絶縁性能を持ち、わずか1ナノメートルの厚さでも漏電を効果的に防止できる。関連成果は7日、国際的学術誌「ネイチャー」に掲載された。新華社が伝えた。

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チームはまず、ゲルマニウムベースのグラフェンウエハを蒸着前基板にして単結晶金属アルミニウムを生成し、グラフェンと単結晶金属アルミニウム間の比較的弱いファンデルワールス力を利用し、4インチの単結晶金属アルミニウムウエハの非破壊剥離を実現した。剥離後、単結晶金属アルミニウムの表面は欠陥のない原子レベルの平坦さを示した。その後、超低酸素雰囲気の中で、酸素原子が単結晶金属アルミニウム表面の結晶格子に層状に埋め込まれ、最終的に化学量論比が正確で原子レベルの均質な厚さを持つ安定した酸化アルミニウム薄膜ウエハが得られた。

この成果はスマートフォンのバッテリー持続時間に対して重要な意義があるほか、人工知能やモノのインターネットなどの低消費電力半導体の発展にも強力なサポートを提供している。（提供/人民網日本語版・編集/YF）