一片材料當兩種用，韓大學靠「厚度」讓二硒化鉑同時是半金屬與半導體
韓國團隊近日取得次世代半導體材料領域重大進展，成功單一 2D 材料打造出能讓電流順暢通過的特殊結構。此舉有望為長期困擾晶片微縮技術的「接觸電阻」問題，提供全新的解決方案。
此項研究由韓國科學技術院（KAIST）材料科學與工程學系的洪承範教授團隊，聯同 KAIST 的 Kibum Kang 教授團隊與成均館大學 Sung Beom Cho 教授團隊共同完成。
團隊指出，傳統晶片高度仰賴金屬電極將電流導入半導體，但在兩種材料的交界處往往會產生阻抗。這不僅會造成能量損耗與發熱，更成為限制晶片進一步微縮、提升效能的絆腳石。
為突破此限制，團隊改變了傳統思路。他們直接在單一片二硒化鉑（PtSe₂）薄膜，同時建構出半金屬區與半導體區。
由於 PtSe₂ 的電子性質會隨著「厚度」而改變，而較厚的區域呈現半金屬特性，較薄的區域則表現為半導體。這使得兩種功能區域能在同一材料內自然銜接，取代了過去由兩種不同材料強行接合的做法，完美構築出無縫的一體化結構。
為了確認電流是否真能無阻穿越邊界，研究員結合原子力顯微鏡與平面電流偵測技術，在奈米尺度下直接觀測電荷的傳輸軌跡。
實驗結果顯示，電流從半金屬區進入半導體區時，並未出現被阻擋或偏離路徑的情況，證實這種單片式介面確實能維持連續導電。此外，團隊對半導體區施加電場，成功控制電流通斷，顯示結構不僅能導電，更具備電晶體運作必須的「開關」功能。
（Source：KAIST）
團隊表示，這項創新成果有望為人工智慧（AI）處理器、低功耗裝置與未來的邏輯晶片，提供極具潛力的材料設計新方向。不過，團隊也坦言，這項技術目前仍面臨可靠度、電路整合與大規模製造等實務挑戰，後續能否順利走向商業化與實際應用，仍有待進一步的工程驗證。
（首圖來源：shutterstock）