為了實現人工智能系統和自動駕駛系統，處理器必須能夠處理更多的數據。然而，基于硅的邏輯器件的局限性在于，隨著小型化和集成化的進展，處理成本和功耗會增加。
 

為了克服這些限制，科學家正在研究基于原子層級薄二維半導體的電子和邏輯器件。然而，與傳統的硅基半導體器件相比，通過摻雜二維半導體來控制電學特性非常困難。因此，用二維半導體實現邏輯器件在技術上非常具有挑戰。
 

近日，的韓國科學技術研究院的科學家發表論文稱，他們實現了基于二維半導體的電子和邏輯器件，其電化學特性可以通過新的超薄電極材料（Cl-SnSe2）進行控制。
 

由于費米能級釘扎現象，傳統的二維半導體器件僅表現出 N 型或 P 型器件的特性，因此很難實現互補邏輯電路。相比之下，新的電極材料可以通過最大限度地減少與半導體界面的缺陷，以此來自由控制 N 型和 P 型器件的特性。換言之，單個器件同時執行 N 型和 P 型器件的功能。所以，無需分別制造 N 型和 P 型器件。
 

通過使用該器件，聯合研究團隊成功實現了一種高性能、低功耗、互補的邏輯電路，可以進行 NOR、NAND 等邏輯運算。
 

研究作者 Hwang 博士說：" 這一發展將有助于加速下一代系統技術的商業化，例如人工智能系統，由于傳統硅半導體的小型化和高集成度帶來的技術限制，這些技術一直難以在實際應用中使用。新開發的二維電極材料非常薄，因此具有高透光率和柔韌性，可用于下一代柔性透明半導體器件。"
 

該研究論文題為 "Fermi-Level Pinning-Free WSe2 Transistors via 2D Van der Waals metal Contacts and Their Circuits"，已發表在 Advanced Materials 上。

 

論文原文：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202109899