三星电子，Nature Materials！

本文针对硅基场效应晶体管在栅极长度微缩至纳米尺度时面临的物理极限问题，探讨了二维过渡金属硫族化合物（TMD）作为替代沟道材料的潜力。研究背景指出，硅材料在超薄厚度下载流子迁移率急剧下降，而单层或双层TMD材料（如二硫化钼）能在1-2纳米厚度下保持高迁移率，并实现完全的静电控制。研究目的在于通过构建双栅结构的双层二硫化钼场效应晶体管，抑制由抬升顶电极产生的边缘场势垒，从而在不增加工艺复杂度的前提下实现高载流子密度和高导通电流。研究结论表明，双栅结构能有效补偿边缘场效应，实验测得最优器件在30纳米沟道长度下实现平均700微安/微米的导通电流，并在提升栅压后达到1.55毫安/微米。量子输运仿真预测，通过进一步微缩栅极尺寸，其性能可与3纳米节点硅基晶体管相当。该研究证明双栅二维晶体管平台有望满足5纳米以下逻辑节点的需求，但未来仍需攻克晶圆级单晶生长、可靠掺杂等关键技术挑战。