栅极驱动能带调制超掺杂技术实现高性能p型二维半导体晶体管

《SCIENCE》：Gate-driven band modulation hyperdoping for high-performance p-type 2D semiconductor transistors

针对二维过渡金属二硫化物(TMDs)掺杂难题，来自国内的研究团队通过调控III型范德华(vdW)异质结的层间电荷转移，利用栅极偏压实现超掺杂效应，获得1.49×1014 cm-2 的超高二维空穴密度，突破传统介电极限5倍，制备出接触电阻低至~0.041 kΩ·μm、导通电流密度达~2.30 mA/μm的p型高性能晶体管。

　　

这项突破性研究揭示了栅极调控范德华(vdW)异质结界面的电荷转移新机制。研究人员巧妙利用钨二硒化物(WSe₂
)双层与锡二硫化物(SnS₂
)单层间的III型能带对齐特性，通过外部栅压动态调节能带偏移量，实现了惊人的"超掺杂"效果——空穴密度高达1.49×10¹⁴
cm^-2
，相当于传统介电击穿极限的5倍！这种栅极驱动能带调制(Gate-driven band modulation)技术成功解决了二维半导体(2D semiconductor)物理空间受限导致的掺杂难题。基于该技术制备的p型晶体管展现出~0.041 kΩ·μm的超低接触电阻，创纪录地实现了~2.30 mA/μm的导通电流密度，为下一代纳米电子器件的发展开辟了新途径。