要实现在日常生活中经常出现在电影中的人工智能系统和自动驾驶系统，充当计算机大脑的处理器必须能够处理更多的数据。然而，作为计算机处理器的重要组成部分的基于硅的逻辑器件具有随着小型化和集成化的进步处理成本和功耗增加的局限性。

为了克服这些限制，正在对基于原子层级非常薄的二维半导体的电子和逻辑器件进行研究。然而，与传统的硅基半导体器件相比，通过掺杂在二维半导体中控制电学特性更加困难。因此，用二维半导体实现各种逻辑器件在技术上是困难的。

韩国科学技术研究院（KIST）宣布，由光电子材料与器件中心的 Do Kyung Hwang 博士和国立昆山大学物理系的 Kimoon Lee 教授领导的联合研究小组成功地实现基于二维半导体的电子和逻辑器件，其电气特性可以通过开发一种新的超薄电极材料（Advanced Materials，“Fermi-Level Pinning-Free WSe 2 Transistors via 2D Van der Waals Metal Contacts and他们的电路”）。

本研究中实现的二维半导体电子器件的结构（左）及其通过电子显微镜拍摄的图像（右）。（图片：韩国科学技术研究院）

联合研究团队能够使用二维电极材料 Cl 掺杂的二硒化锡 (Cl-SnSe 2 ) 选择性地控制半导体电子器件的电气特性。

很难用传统的二维半导体器件实现互补逻辑电路，因为由于费米能级钉扎现象，它们仅表现出 N 型或 P 型器件的特性。

相比之下，如果使用联合研究团队开发的电极材料，则可以通过最大限度地减少与半导体界面的缺陷来自由控制 N 型和 P 型器件的特性。换言之，单个器件同时执行 N 型和 P 型器件的功能。因此，无需分别制造N型和P型器件。

通过使用该器件，联合研究团队成功实现了一种高性能、低功耗、互补的逻辑电路，可以执行 NOR 和 NAND 等不同的逻辑运算。

黄博士说，这一发展将有助于加速人工智能系统等下一代系统技术的商业化，这些技术由于传统硅的小型化和高集成度所带来的技术限制而难以在实际应用中使用。半导体器件。他还表示，开发的二维电极材料非常薄；因此，它们表现出高透光率和柔韧性。因此，它们可用于下一代柔性透明半导体器件。