近日，东南大学物理学院王金兰教授、马亮教授材料多尺度模拟团队在金属和二维半导体接触机制与调控方面取得了重要进展。该团队与南京大学王欣然实验团队合作，将二维半导体MoS2晶体管的接触电阻降低至42 Ω·μm，首次超越了以化学键结合的硅基晶体管接触电阻，并接近理论量子极限。成果以“Approaching the quantum limit in two-dimensional semiconductor contacts”为题，于1月11日在线发表于Nature。
实现金属-半导体稳定的低电阻欧姆接触是实现高性能晶体管的关键。如何实现稳定的低电阻欧姆接触是二维半导体应用于高性能集成电路的核心挑战之一。针对上述挑战，王金兰、马亮团队通过计算模拟，提出了利用半金属Sb (011—2)原子密排面较大的垂直方向原子轨道分布和与二维半导体MoS2强的范德华相互作用，增强范德华间隙中的原子轨道重叠和能带杂化，进而大幅提升接触界面电荷转移和载流子注入效率的新思路和新机制。进一步计算表明，该机制对WS2、MoSe2和WSe2等其它过渡金属硫族化合物二维半导体具有良好的普适性。基于以上机制，团队与南京大学王欣然教授团队合作，刷新了金属-半导体接触电阻的最低纪录，已逼近理论量子极限。
物理学院博士研究生龚晓曙、马亮教授均为本文共同一作 (排名第二和第四)，王金兰教授为共同通讯作者，该工作东南大学部分受到了国家重点研发计划课题、国家自然科学基金重点/优青项目和江苏省“双创人才”等项目的资助。
2023-1-14【腾讯网】