日本物質材料研究機構(NIMS)與東京大學、名古屋大學、筑波大學等組成的研究團隊，成功開發出二硫化鉬(MoS₂)單層單結晶薄膜的成膜技術，並可在2吋晶圓全域形成厚度與晶向均一的單層薄膜。二硫化鉬被視為適用於次1奈米(sub-1 nm)世代的二維半導體材料，研究團隊亦已確認利用此薄膜製作的電晶體具有高載子遷移率，顯示此技術可望成為二維半導體的關鍵基盤技術。
NIMS研究團隊在藍寶石基板上採用有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD)形成二硫化鉬單層單結晶膜。成膜時使用二氯二氧化鉬(MoO2Cl2)作為前驅物，可使單結晶薄膜的成長在原子單層厚度即自動停止；即使延長成膜時間，第二層也幾乎不會生成，成功實現穩定的單層成膜控制。
此外，在藍寶石基板上成長之二硫化鉬結晶方向會在成膜過程中自然趨於一致。雖然成膜初期的晶核朝向各異，但這些方向皆受到準穩定狀態的限制，隨著結晶成長，最終會與能量最穩定的結晶合併，使整體晶向自發性對齊。由於膜厚與晶向能同時自我調整並一致化，研究團隊得以在整片2吋晶圓上形成單層單結晶薄膜。
研究團隊將單層單結晶膜轉移至矽系基板後製作電晶體，在室溫下量測到的載子遷移率達到66 cm²/V·s，約為以往技術的2倍。今後研究團隊將進一步推動大直徑晶圓的應用，並擴展至更多種類的二維材料，以實現大面積、高整合度的二維半導體元件。