MedElevator Войти в исследования
← Поиск публикаций

DOI 10.1038/s41467-026-77186-9

Медицинская библиотека · Nature communications · 2026

Wafer-scale 2D MoS₂ transistors with sub-5 nm channel length and subthreshold performance beyond the silicon limit.

Lin S, Huang T, Yang N, Zheng X, Yang H, Yun H S, Turner G, Zhong Y, Zou J, Zhang K, Wu J, Grajal J, Lin Y C, Xie K Y, Wang H, Kong J, Guo J, Shen S, Zhang X

СтатьяПеревод пока не подготовлен

Аннотация

The downscaling of silicon field-effect transistors is approaching fundamental limits, with the international roadmap for devices and systems (IRDS) projecting a 12 nm channel length plateau by 2037. Two-dimensional (2D) semiconductors have emerged as promising candidates for extended transistor scaling. However, no experimental demonstration has thus far surpassed the fundamental switching limits of advanced silicon. Here, we report monolayer MoS₂ transistors with physical channel lengths below 5 nm, achieving a subthreshold swing of 88 mV/dec and an on/off ratio above 106. These results surpass both the theoretical subthreshold limit of silicon and state-of-the-art emerging semiconductors-based transistors at comparable dimensions. To ensure high throughput, we develop a photolithography based, complementary metal oxide semiconductor (CMOS) compatible process and demonstrate 4-inch wafer-scale integration. We implement a design-technology co-optimization approach featuring an air-gap isolation and gate-contact overlap design to effectively suppress short channel effects. This work demonstrates subthreshold transport in a 2D semiconductor transistor beyond the silicon limit, showing a viable pathway for extending transistor scaling and energy-efficient computing.

Для цитирования: Lin S, Huang T, Yang N, Zheng X, Yang H, Yun H S, Turner G, Zhong Y, Zou J, Zhang K, Wu J, Grajal J, Lin Y C, Xie K Y, Wang H, Kong J, Guo J, Shen S, Zhang X. Wafer-scale 2D MoS₂ transistors with sub-5 nm channel length and subthreshold performance beyond the silicon limit.. Nature communications. 2026. DOI: 10.1038/s41467-026-77186-9.
Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…

История · было → стало

Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.

Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.