韩国团队开发出新型半导体结构，让电流在二维材料中无阻碍流动

IT之家 7 月 16 日消息，韩国科学技术研究院（KAIST）与成均馆大学联合研究团队 7 月 13 日宣布成功开发出一种新型半导体结构，使电流在二维材料中能够无阻碍地流动。

这一成果突破了长期困扰芯片行业的“电气瓶颈”，有望大幅降低下一代半导体器件的接触电阻，为人工智能芯片、超低功耗半导体等领域提供关键技术支撑。

团队还开发了一种分析平台，能够直接在纳米尺度上观测该电荷输运。

二维半导体是仅有几层原子厚度的超薄半导体。它们被称为“梦幻半导体”，因为它们比传统硅半导体更小、耗电更少。如今的硅半导体正接近物理极限，因为电路持续微型化导致功率损失和热量产生增加。二维半导体作为克服这些限制的下一代材料备受关注，预计将应用于多种未来技术，包括人工智能半导体、智能手机、数据中心、可穿戴设备、可折叠或伸缩电子产品以及超小型医疗传感器。

在半导体中，金属电极与半导体接触处的界面会产生接触电阻，会降低性能并导致功率损失。尤其是随着半导体持续缩小，接触电阻的影响变得更加巨大，使其成为下一代半导体开发中最具挑战性的技术瓶颈之一。

该团队在单层二铅化物（PtSe₂）薄膜内连续实现半金属区和半导体区，这是一种原子级二维材料。通过实现单一材料连续形成的整体结构，团队提出了一种新结构，允许电流无阻碍地穿越边界。

利用原子力显微镜（AFM）—— 一种利用探针测量表面和电性质至原子层面的显微镜，团队直接在纳米尺度上观察到薄膜内部的电荷传输。

团队首次确认，当电流从半金属区域流向半导体区域时，流动能够自然持续，没有出现“电气瓶颈”，如电流路径的阻塞或弯曲。

此外，团队通过对半导体区域施加电场验证了器件的工作。结果证实，电流流动可以在金属-半导体结结构中稳定控制，展示了该结构在下一代电子器件中的潜力。