7 月 16 日消息，韓國科學技術研究院（KAIST）與成均館大學聯合研究團隊 7 月 13 日宣布成功開發出一種新型半導體結構，使電流在二維材料中能夠無阻礙地流動。
這一成果突破了長期困擾芯片行業的“電氣瓶頸”，有望大幅降低下一代半導體器件的接觸電阻，為人工智能芯片、超低功耗半導體等領域提供關鍵技術支撐。
團隊還開發了一種分析平臺，能夠直接在納米尺度上觀測該電荷輸運。
二維半導體是僅有幾層原子厚度的超薄半導體。它們被稱為“夢幻半導體”，因為它們比傳統硅半導體更小、耗電更少。如今的硅半導體正接近物理極限，因為電路持續微型化導致功率損失和熱量產生增加。二維半導體作為克服這些限制的下一代材料備受關注，預計將應用于多種未來技術，包括人工智能半導體、智能手機、數據中心、可穿戴設備、可折疊或伸縮電子產品以及超小型醫療傳感器。
在半導體中，金屬電極與半導體接觸處的界面會產生接觸電阻，會降低性能并導致功率損失。尤其是隨著半導體持續縮小，接觸電阻的影響變得更加巨大，使其成為下一代半導體開發中最具挑戰性的技術瓶頸之一。
該團隊在單層二鉛化物（PtSe?）薄膜內連續實現半金屬區和半導體區，這是一種原子級二維材料。通過實現單一材料連續形成的整體結構，團隊提出了一種新結構，允許電流無阻礙地穿越邊界。
利用原子力顯微鏡（AFM）—— 一種利用探針測量表面和電性質至原子層面的顯微鏡，團隊直接在納米尺度上觀察到薄膜內部的電荷傳輸。
團隊首次確認，當電流從半金屬區域流向半導體區域時，流動能夠自然持續，沒有出現“電氣瓶頸”，如電流路徑的阻塞或彎曲。
此外，團隊通過對半導體區域施加電場驗證了器件的工作。結果證實，電流流動可以在金屬-半導體結結構中穩定控制，展示了該結構在下一代電子器件中的潛力。
該研究發表于 2026 年 7 月國際材料科學期刊《Matter》雜志上。
