農工大、「ホウ素」と「硫黄」から新たな半導体 電子デバイスへの応用に期待 - ITmedia

　東京農工大学は10月28日、「ホウ素」と「硫黄」から新しい半導体物質の生成に成功したと発表した。今後、電子デバイスの半導体部品としての利用など、幅広い分野への展開が期待できるという。

　ホウ素化合物はさまざまな安定構造を示すことが知られており、硫黄と1：1の割合で構成される「硫化ホウ素シート」が原子4層程度の厚みで安定な構造を取ることも理論的に予測されていた。この化合物は構造によって、超電導性や半導体の特性、熱を電気に変える「熱電性能」など、さまざまな性質を持つとも考えられていたが、実際に合成した例や観測報告はこれまでなかったという。

硫化ホウ素シートの構造

　研究チームでは、「菱面体硫化ホウ素」という層状の物質をまず合成。この化合物はもこれまでに数件しか合成報告がなかったが、高圧・高温環境から室温まで急冷することで合成できたという。これを剥離することで硫化ホウ素シートの生成に成功した。

菱面体硫化ホウ素の走査電子顕微鏡（上段）と、電子線マイクロアナライザー観察（中段・下段）の結果。黄色は硫黄、緑はホウ素の部分で両者が電子顕微鏡像と同じ形をしていることから、観察している試料が全て硫黄とホウ素で構成されていることが分かる

　このシートを重ねると、電子のエネルギー差である「バンドギャップ」が最大で1.0eV（エレクトロンボルト）変化したという。これは、PCやスマートフォンのCPUにも使われるシリコンの1.12eVに近い値となる。

　硫化ホウ素シートは軽い元素から構成されており、非常に薄いため、サイズの微小化が求められる電子デバイスなどで新しい半導体部品となる可能性がある他、太陽電池や光に反応するセンサーの材料などへの応用も考えられると研究チームは説明する。

　この研究は、学術雑誌「Journal of Materials Chemistry A」に10月27日付で掲載された。

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