用于计算机芯片的二维纳米技术材料

基于二维材料的晶体管正在被广泛研究用于 CMOS（互补金属氧化物半导体） 技术延伸； 然而，由于金属-半导体接触电阻高，缩小尺寸似乎具有挑战性。

二维 (2D) 纳米材料可以替代传统 CMOS 半导体，用于高速集成电路和非常低的功耗。 CMOS 正在达到约 1 纳米电路的物理极限。

已发现这些设备的实验室性能符合国际设备和系统路线图 (IRDS) 对多个基准指标的要求。

一种无掺杂晶体管架构，它利用 MXene 的固有化学特性在源极和漏极端子提供固有的低电阻接触。 该概念通过适当官能团的高通量筛选和自洽量子传输计算得到验证。 与技术路线图规范的比较表明，这种功能工程化的 MXene 设备可以为 2D 晶体管提供技术缩减解决方案。 高通量方法可以扩展到多金属层 MXene，以发现合适的半导体-金属组合以获得卓越的性能。

研究人员提出了一种功能组设计的单层晶体管架构，该架构利用 MXenes 的天然材料化学来提供低电阻触点。 他们设计了一个自动化的高通量计算管道，首先执行基于混合密度泛函理论的计算，通过从 MXene 数据库中筛选超过 16 种材料来找到 23,000 组互补晶体管配置，然后进行自洽量子传输计算以模拟他们的通道长度范围为 10 nm 至 3 nm 的电流-电压特性。 已发现这些设备的性能满足设备和系统国际路线图 (IRDS) 对多个基准指标（电流、功耗、延迟和亚阈值摆动）的要求。 所提出的平衡模式、功能工程化的 MXene 晶体管可以通过实现无掺杂的固有低接触电阻，为亚癸纳米技术缩放提供现实的解决方案。