维度网讯，韩国科学技术院（KAIST）研究团队开发出一种可解决半导体“电瓶颈”的新结构，并首次直接证实电荷能够连续无中断地流动。这一成果由材料科学与工程系洪承范（Seungbum Hong）教授领导，与同系姜基范（Kibum Kang）教授以及成均馆大学赵成范（Sung Beom Cho）教授团队合作完成，有望成为提升AI半导体和超低功耗半导体等未来器件性能和能效的关键技术。
在半导体中，金属电极与半导体接触界面处产生的接触电阻会降低性能并增加功耗。随着半导体持续微缩，接触电阻的影响变得更大，成为开发下一代半导体最具挑战性的技术瓶颈之一。与传统将金属电极置于半导体顶部的方法不同，研究团队在单一二维材料中连续形成半金属区（semimetal region）和半导体区（semiconductor region），创建出一种两者在同一材料内部自然连接的单片结构。团队首次证明，电流可以无阻碍地跨过边界流动。
具体而言，团队在原子级厚度的二维材料二硒化铂（PtSe₂）薄膜中实现了半金属区和半导体区的连续形成。利用原子力显微镜（AFM，atomic force microscopy）在纳米尺度直接可视化薄膜内部的电荷输运，团队首次证实，当电流从半金属区流向半导体区时，流动自然连续，不存在电流路径阻塞或弯曲等“电瓶颈”。这是首个实验证明单片界面不会干扰电流流动。
此外，团队通过对半导体区施加电场验证了器件运行，证实电流流动在金属-半导体结结构中可稳定控制，展示了该结构在下一代电子器件中的潜力。这项研究提出了一种可大幅降低基于二维材料的下一代半导体器件接触电阻的源技术，预计可广泛应用于AI半导体、超低功耗半导体和下一代逻辑半导体等领域。
该研究的共同第一作者是KAIST材料科学与工程系的博士生金永奎（Yeongyu Kim）和权民成（Minseung Gyeon）博士，以及成均馆大学的博士生洪志勋（Ji Hoon Hong）。研究成果发表在材料科学领域国际期刊《Matter》2026年7月号。研究得到了韩国科学技术信息通信部和国家研究基金会“STEAM研究计划”和“纳米材料技术开发计划”的支持。
