研究人員找到新方法連接納米材料和金屬電極 有望延長摩爾定律

摩爾定律預測可以裝入微芯片的晶體管數量將每兩年翻一番，最終達到物理極限。除非找到新的方法，否則這些限制可能會使幾十年的進展停頓下來。原子薄的納米材料是硅基晶體管的一個有前途的替代品，現在研究人員正在尋找將它們更有效地連接到其他芯片元件的方法。

現在麻省理工學院、加州大學伯克利分校、台積電和其他地方的研究人員發現了一種製造這些電氣連接的新方法，這可能有助於釋放二維材料的潛力並進一步實現元件的小型化，這可能足以延長摩爾定律。

這些發現在《自然》雜誌上進行了描述，論文作者是麻省理工學院最近的畢業生沈品淳博士（20歲）和蘇聰博士（20歲）、博士後林宇軒博士（19歲）、麻省理工學院教授孔晶、Tomas Palacios和李菊，以及麻省理工學院、加州大學伯克利分校和其他機構的17人。

研究人員表示，他們解決了半導體設備小型化的最大問題之一，即金屬電極和單層半導體材料之間的接觸電阻，該解決方案被證明非常簡單，即使用一種半金屬，即鉍元素，來代替普通金屬與單層材料連接。

這種超薄單層材料，在這種情況下是二硫化鉬，被認為是繞過硅基晶體管技術現在遇到的小型化限制的主要競爭者。金屬和半導體材料（包括這些單層半導體）之間的界面產生了一種叫做金屬誘導的間隙狀態現象，這導致了肖特基屏障的形成，這種現象抑制了電荷載體的流動。使用一種半金屬，其電子特性介於金屬和半導體之間，再加上兩種材料之間適當的能量排列，結果是消除了這個問題。

研究人員通過這項技術，展示了具有非凡性能的微型化晶體管，滿足了未來晶體管和微芯片技術路線圖的要求。