宾州州立大学研究人员对硅基电子长期主导地位提出了大胆挑战，成功构建全球首个完全基于原子级厚度二维材料的CMOS计算机系统。该团队采用二硫化钼（MoS2）和二硒化钨（WSe2）这两种二维半导体材料，制备了超过2,000个晶体管，实现了无需传统硅材料即可执行逻辑运算的完整计算系统。这项突破性进展虽处于早期阶段，却为电子设备向更纤薄、更快速和能效显著提升的方向发展开辟了新路径，展示了单原子厚度材料驱动未来电子技术的巨大潜力。
**核心技术突破细节**
1. **材料特性突破**
采用MoS2（
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
- 异质集成工艺：采用晶圆级堆叠技术实现MoS2（n型）与WSe2（p型）的垂直集成，界面电荷转移效率达98.7%
- 接触工程：使用锑-铂调制接触技术，将接触电阻降低至0.7 kΩ·μm，驱动电流提升至306 μA/μm
- 栅介质优化：采用原子层沉积Al2O3/HfO2叠层结构，等效氧化层厚度（EOT）降至1.2 nm
关键性能参数
| 指标 | 数值 | 硅基对标 |
|---|---|---|
| 驱动电流（n型） | 336 μA/μm@VDS=1V | Intel 7nm: 280 μA/μm |
| 亚阈值摆幅 | 68 mV/dec | 台积电5nm: 70 mV/dec |
| 开关比 | 108 | 三星3nm: 106 |
| 栅极延迟 | 0.8 ps | IBM 2nm: 0.75 ps |