近日，国家纳米科学中心王振兴研究员、王峰副研究员团队在二维半导体接触领域取得重要突破，提出了一种基于范德华诱导金属相碲的二维P型场效应晶体管接触新策略，为二维逻辑电路的发展提供了新思路。相关成果以“Metallic tellurium for p-type contacts of two-dimensional MoTe₂ field-effect transistors”为题发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。

随着集成电路制程不断逼近物理极限，传统尺寸微缩技术面临严峻挑战。国际器件与系统路线图（International Roadmap for Devices and Systems, IRDS）指出，在接近1纳米工艺节点时，亟需发展新材料与新器件的技术路线。二维半导体材料因其超薄厚度、原子级平整表面、可调控带隙、丰富种类以及与硅基工艺的兼容性，成为突破先进制程瓶颈的重要候选材料。

然而，二维半导体的实际应用仍面临多项障碍，其中最显著的是接触电阻问题。传统离子注入重掺杂方案从减小耗尽区宽度、提高隧穿注入效率的角度出发降低接触电阻，但目前尚缺乏适用于二维半导体的无损掺杂策略。此外，接触界面的金属诱导带隙态及材料本征缺陷态会导致费米能级钉扎在带隙内，形成高电荷注入势垒，仅靠匹配金属功函数难以实现欧姆接触。尽管已有研究通过半金属接触、原子层键合等方法在N型半导体接触方面取得进展，但针对P型二维场效应晶体管的高性能、高兼容接触方案仍亟待突破。

团队研究发现，单斜相P2₁结构的金属碲（m-Te）可在二碲化钼（MoTe₂）的晶格诱导作用下取向生长。将其用作MoTe₂二维场效应晶体管的P型电接触材料时，得益于匹配的能级位置、弱的金属诱导态和原子级陡峭的接触界面，P型接触电阻低至1.6 kΩ μm。在130 nm沟道长度下，器件开态电流密度高达124 μA μm^-1，最大开关比为10⁷，综合性能处于已报道的P型二维场效应晶体管前列。该工作为优化二维过渡金属硫族化合物晶体管接触提供了原位生长金属相硫族元素的新方向。

图1 基于金属碲的二维MoTe₂场效应晶体管P型接触

国家纳米科学中心博士生朱玉菡为论文第一作者，国家纳米科学中心王振兴研究员、王峰副研究员、德国达姆施塔特工业大学王昊博士和武汉大学何军教授为通讯作者。该论文得到了国家自然科学基金、科技部重点专项和中国科学院青促会等项目的资助。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-67948-2