韩国科学技术研究院（KAIST）与成均馆大学联合研究团队于 7 月 13 日公布了一项重要进展，他们成功研发出一种创新的半导体结构，实现了电流在二维材料中的畅通无阻流动。

此项突破性成果旨在解决长期制约芯片产业发展的“电气瓶颈”问题，预示着下一代半导体器件的接触电阻有望得到显著降低，从而为人工智能芯片和超低功耗半导体等前沿领域提供关键性的技术支持。

此外，该研究团队还构建了一个分析平台，能够对这种电荷传输过程进行纳米尺度的直接观测。

二维半导体，顾名思义，是厚度仅有几层原子的超薄半导体材料。它们因其比传统硅半导体更小的尺寸和更低的功耗而被誉为“梦幻半导体”。当前，随着电路的持续微型化，硅半导体正面临功率损耗和散热增加的物理极限。二维半导体作为克服这些挑战的下一代材料，受到了广泛关注，并被寄予厚望应用于人工智能半导体、智能手机、数据中心、可穿戴设备、可折叠或伸缩电子产品以及微型医疗传感器等多种未来技术。

在半导体器件中，金属电极与半导体材料接触的界面处会产生接触电阻，这会削弱器件性能并造成能量损失。随着半导体尺寸的不断缩小，接触电阻的影响愈发显著，已成为下一代半导体开发中最棘手的技术瓶颈之一。

研究团队在单层二铅化物（PtSe₂）薄膜内部，成功地实现了半金属区和半导体区的连续分布，这是一种原子级别的二维材料。通过构建由单一材料连续形成的整体结构，该团队提出了一种新型结构，允许电流无障碍地跨越边界。

利用原子力显微镜（AFM），一种能够以原子精度测量表面形貌和电学特性的显微镜，研究团队直接在纳米尺度上观察到了薄膜内部的电荷传输情况。

研究人员首次证实，当电流从半金属区域流向半导体区域时，其流动能够自然地持续进行，并未出现电流路径受阻或弯曲等“电气瓶颈”现象。

更进一步，团队通过在半导体区域施加电场，验证了该器件的实际工作性能。实验结果表明，电流在金属-半导体结结构中的流动可以得到稳定控制，充分展示了该结构在未来电子器件中的巨大潜力。

这项研究成果已于 2026 年 7 月发表于国际材料科学领域的权威期刊《Matter》杂志。