一片材料当两种用，韩大学靠“厚度”让二硒化铂同时是半金属与半导体

韩国团队近日取得次世代半导体材料领域重大进展，成功单一2D材料打造出能让电流顺畅通过的特殊结构。此举有望为长期困扰晶片微缩技术的“接触电阻”问题，提供全新的解决方案。

此项研究由韩国科学技术院（KAIST）材料科学与工程学系的洪承范教授团队，联同KAIST的KibumKang教授团队与成均馆大学SungBeomCho教授团队共同完成。

团队指出，传统晶片高度仰赖金属电极将电流导入半导体，但在两种材料的交界处往往会产生阻抗。这不仅会造成能量损耗与发热，更成为限制晶片进一步微缩、提升效能的绊脚石。

为突破此限制，团队改变了传统思路。他们直接在单一片二硒化铂（PtSe₂）薄膜，同时建构出半金属区与半导体区。

由于PtSe₂的电子性质会随著“厚度”而改变，而较厚的区域呈现半金属特性，较薄的区域则表现为半导体。这使得两种功能区域能在同一材料内自然衔接，取代了过去由两种不同材料强行接合的做法，完美构筑出无缝的一体化结构。

为了确认电流是否真能无阻穿越边界，研究员结合原子力显微镜与平面电流侦测技术，在纳米尺度下直接观测电荷的传输轨迹。

实验结果显示，电流从半金属区进入半导体区时，并未出现被阻挡或偏离路径的情况，证实这种单片式介面确实能维持连续导电。此外，团队对半导体区施加电场，成功控制电流通断，显示结构不仅能导电，更具备电晶体运作必须的“开关”功能。

（Source：KAIST）

团队表示，这项创新成果有望为人工智能（AI）处理器、低功耗装置与未来的逻辑晶片，提供极具潜力的材料设计新方向。不过，团队也坦言，这项技术目前仍面临可靠度、电路整合与大规模制造等实务挑战，后续能否顺利走向商业化与实际应用，仍有待进一步的工程验证。