纳米材料和金属电极的连接新方法找到了

2021年5月22日星期六

纳米材料和金属电极的连接新方法找到了

摩尔定律预测可以装入微芯片的晶体管数量将每两年翻一番，最终达到物理极限。除非找到新的方法，否则这些限制可能会使几十年的进展停顿下来。原子薄的纳米材料是硅基晶体管的一个有前途的替代品，现在研究人员正在寻找将它们更有效地连接到其他芯片元件的方法。

现在麻省理工学院、加州大学伯克利分校、台积电和其他地方的研究人员发现了一种制造这些电气连接的新方法，这可能有助于释放二维材料的潜力并进一步实现元件的小型化，这可能足以延长摩尔定律。

这些发现在《自然》杂志上进行了描述，论文作者是麻省理工学院最近的毕业生沈品淳博士（20岁）和苏聪博士（20岁）、博士后林宇轩博士（19岁）、麻省理工学院教授孔晶、Tomas Palacios和李菊，以及麻省理工学院、加州大学伯克利分校和其他机构的17人。

研究人员表示，他们解决了半导体设备小型化的最大问题之一，即金属电极和单层半导体材料之间的接触电阻，该解决方案被证明非常简单，即使用一种半金属，即铋元素，来代替普通金属与单层材料连接。

这种超薄单层材料，在这种情况下是二硫化钼，被认为是绕过硅基晶体管技术现在遇到的小型化限制的主要竞争者。金属和半导体材料（包括这些单层半导体）之间的界面产生了一种叫做金属诱导的间隙状态现象，这导致了肖特基屏障的形成，这种现象抑制了电荷载体的流动。使用一种半金属，其电子特性介于金属和半导体之间，再加上两种材料之间适当的能量排列，结果是消除了这个问题。