科学家研制出超薄二维材料晶体管：芯片性质的

随着摩尔定律的持续推进，集成电路上的晶体管数量每18个月便翻一番，而半导体材料的革新在芯片性能的提升方面扮演着至关重要的角色。最近，美国宾夕法尼亚州立大学的科学家在《自然-通讯》发表了一项激动人心的研究，他们成功研发出了一种超薄二维材料晶体管，有望大幅度提升未来芯片的性能。

该研究的负责人，工程科学与力学助理教授萨普塔什·达斯表示，我们生活在一个数据驱动的互联网世界，大数据对存储和处理能力提出了前所未有的挑战。为了应对这些挑战，需要更多的晶体管来存储和处理更多的数据。随着晶体管特征尺寸的缩小，进一步提升芯片性能的难度逐渐增加，传统的硅材料在晶体管中的应用变得越来越具有挑战性。

传统的三维硅材料已经用于制作晶体管长达60年之久，其尺寸几乎已经达到了极限。特别是在5nm制程工艺之后，传统晶体管的性能提升变得困难重重。这时，科学家们开始积极寻找新技术、新工艺和新材料。而二维材料因其独特的优势成为了科学家们的焦点。这些材料的厚度比目前实际应用的三维硅材料薄10倍，为晶体管的发展开启了新的可能。

研究中，宾夕法尼亚州立大学的科学家通过使用金属有机化学气相沉积技术，成功生长了单层二硫化钼和二硫化钨。为了验证新型二维晶体管的性能，科学家对一系列关键指标进行了详细的分析，包括阈值电压、亚阈值斜率、最大与最小电流之比等等。

达斯教授强调，经过一系列测试，新型晶体管的可行性得到了证实。这意味着新型晶体管不仅可以让下一代芯片更快、更节能，还能够支持更多的存储和数据处理性能。随着技术的不断进步，如果超薄二维材料晶体管能够成功应用，那么未来的芯片性能将会得到极大的提升。

目前，台积电已经实现了5nm制程工艺的量产，并即将推出3nm制程工艺。还有消息称台积电已经成功开发了2nm制程工艺，预计在未来几年内进行风险生产和批量生产。如果超薄二维材料晶体管能够顺利进入应用阶段，那么未来的芯片制造将有望实现更大的突破，1nm制程工艺也将不再遥远。