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——院长致词

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在半导体技术进入后摩尔定律时代的背景下,二维材料因其原子级厚度和独特物理特性,已成为突破硅基器件限制的关键路径。全球首款基于二维半导体的计算机系统通过以下技术革新实现了硅基替代:### 一、二维半导体

本站发布时间:2025-07-04 00:22:07
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这项发表于今日(6月11日)2和WSe2薄膜,制备了各超过1000个n型和p型晶体管。通过精确调控阈值电压,首次实现了全功能二维CMOS逻辑电路。

关键技术突破

该研究首次展示了包含32位算术逻辑单元(ALU)和128字节存储器的完整计算系统原型。通过三维单片集成技术将MoS2/WSe2异质结晶体管与铟硒(InSe)红外探测器集成,实现了光-电-算一体化架构。实验表明,在520 nm激光照射下,器件光响应度达15 mA/W,较传统硅基光电探测器提升750倍。

未来发展方向

  1. 开发原子级锐利界面的范德华异质结,减少界面态密度至1010 cm-2以下
  2. 引入MXene等二维金属材料作为互联层,将RC延迟降低至0.1 ps量级
  3. 结合铁电HfO2栅介质实现非易失性存算一体架构

Story Source:

Materialsprovided byPenn State.Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

Subir Ghosh, Yikai Zheng, Musaib Rafiq, Harikrishnan Ravichandran, Yongwen Sun, Chen Chen, Mrinmoy Goswami, Najam U Sakib, Muhtasim Ul Karim Sadaf, Andrew Pannone, Samriddha Ray, Joan M. Redwing, Yang Yang, Shubham Sahay, Saptarshi Das.A complementary two-dimensional material-based one instruction set computer.Nature, 2025; 642 (8067): 327 DOI:10.1038/s41586-025-08963-7

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