이황화몰리브덴과 같은 전이금속 디칼코게나이드(monolayers) 단일층은 2차원 캐리어 수송을 위한 잠재적 플랫폼이다. 그러나 단결정 단일층 채널을 일방향 응집 에피택시(unidirectional coalescence epitaxy)를 사용하여 웨이퍼 스케일에서 성장시키는 것은 가능하지만, 유사한 스케일에서의 일관성 있는 2차원 수송(coherent two-dimensional transport)을 구현하는 일은 여전히 어렵다. 이는 주로 여러 결정립이 응집(coalesce)할 때 나타나는 1차원 연장 결함 및 점 결함과 같은 잔류 결정 결함의 존재 때문이다. 여기서는 벌집판(vicinal) 사파이어 기판에서 응집(coalescence) 동역학 제어를 통해 이러한 결함을 최소화하여 웨이퍼 스케일에서 단결정 이황화몰리브덴 단일층을 에피택셜 성장시키는 방법을 보고한다. 그 결과 얻어진 채널은 저온에서 약한 국소화(weak localization)와 양자 홀 효과(quantum Hall effects)의 발현 개시(onset)를 나타내는 등 일관성 있는 수송을 보였으며, 홀 이동도(Hall mobility)는 1,200 cm2 V−1 s−1였다. 이러한 일관성 있는 채널을 이용하여 전계효과 트랜지스터(field-effect transistors) 배열을 제작했으며, 이들은 평균 이동도 약 100 cm2 V−1 s−1과 실온에서 최소 부문턱스윙(minimum subthreshold swing) 약 65 mV dec−1을 나타냈다. 벌집판 사파이어 기판에서 다수의 일방향 결정립을 응집시키는 과정을 제어함으로써, 큰 길이 스케일에서 일관성 있는 양자 수송을 보이는 단결정 이황화몰리브덴의 웨이퍼 스케일 채널을 성장시킬 수 있다.

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