National Yang Ming Chiao Tung UniversityとTSMCの研究チームは、Nature Electronicsに掲載された研究で、単層モリブデンジスルフィド（MoS2）トランジスタにおけるゲート誘電体として使用された超薄アルミナバッファを示した。この構造は、原子一層の半層を囲む絶縁体が電子流を阻害せずに強力な制御を提供する課題の解決を目指す。研究は、二次元半導体で長年課題となってきたインターフェース問題への解決策を提示する。

バッファは、CVDで成長したMoS2層上にエピタキシャルなアルミニウム層を配置し酸化させて約0.42nmのAl2O3層を形成し、その上に高κハフニウム酸化物誘電体を付加する。この構造により、ゲート誘電体の等価酸化膜厚さを約1nmに削減し、最大トランスコンダクタンスを0.45 mS μm⁻¹に達成した。アルミナはハフニウム酸化物の平坦な基盤を提供すると同時に、MoS2チャネルとの電気的相互作用を低減し、電子輸送を維持する。