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Directly Probing the Carrier Transfer Length in 2D-material Transistors, Nature, 655, pages350–356 (2026) 
直接探測二維材料電晶體中的載子轉移長度
Zi-Liang Yang, Bo-Chao Huang, Yu-Kuan Lin, Yan-Ruei Lin, Hung-Chang Hsu, Hao-Yu Chen, Yi Wan, Kai-Wei Tseng, Shu-Ting Yang, Han-Chieh Lo, You-Jia Huang, Fangyuan Zheng, Ni Yang, Wanqing Meng, Jiacheng Min, Po-Cheng Huang, Yann-Wen Lan*, Lain-Jong Li*, and Ya-Ping Chiu*
2026/10/29
隨著半導體邏輯技術節點邁向1奈米以下，二維材料因具備極薄厚度與無缺陷的表面，能提供卓越的靜電閘極控制力，成為下一代電晶體開發的關鍵。除了縮小物理通道長度外，金屬接觸微縮的極限同樣重要，但過去由於缺乏能直接探測接觸區域中載子注入長度的技術，使得金屬接觸的微縮極限一直未被確切了解。為突破此技術瓶頸，本團隊開發了原位截面掃描穿隧顯微鏡（operando XSTM）與光譜（STS）技術。這項技術能在施加元件操作電壓的情況下，以次奈米級的超高空間解析度，直接量測金屬與二維半導體介面的局部電子結構與載子傳輸行為。研究團隊將此技術應用於具有鉍（Bi）金屬接觸的單層二硫化鉬（MoS2）電晶體，首度直接測量出其載子轉移長度（transfer length, LT）約為2.0至2.9奈米。這個實測數據打破了過去僅能依賴傳統傳輸線模型（TLM）或理論模擬估算（約9.25奈米）的限制，並提供直接的實驗證據，證實這種優化的Bi- MoS2接觸能夠完美滿足未來1奈米技術節點對於金屬接觸寬度（小於18奈米）的嚴格微縮要求。總結來說，這項研究填補了奈米尺度下金屬與二維材料介面傳輸機制的空白，並確立了XSTM作為探究載子注入物理學的通用測量標準，為未來超微縮電子元件的接觸端設計與開發提供了極為關鍵的實驗基礎。