ナノスケール材料：二次元トランジスターの有望性と展望

二次元（2D）半導体は、原子レベルの薄さのチャネルとしてトランジスターの継続的なスケーリングを容易にする可能性があることから、非常大きな関心を集めてきた。しかし、多くの概念実証試験が行われてきたにもかかわらず、2Dトランジスターが持つ能力の限界についてはまだ分かっていない。そのため、2Dトランジスターの基本的な長所と技術的な限界を批判的に評価して客観的に予測する必要がある。今回我々は、2Dトランジスターの有望性と現状を概観し、広く使用されているデバイスパラメーター（キャリア移動度や接触抵抗など）が、頻繁に誤って評価されたり解釈されたりしている可能性があり、2Dトランジスターのベンチマークを行う際の最も信頼できる性能指標ではない可能性があると強く主張する。我々は、飽和電流密度、すなわちオン電流密度が、特に短チャネル極限では、さまざまな2D半導体の能力を評価するためのより信頼できる尺度となる可能性があり、異なる研究結果の検証において、特に画期的な性能指標が主張されている場合にはこれを適用すべきであると提案する。さらに我々は、チャネル、接点、誘電体、基板を最適化する際の主要な技術的課題を要約し、2Dトランジスターの性能限界をさらに伸ばす可能性のある道筋の概要も述べる。そして、非常に重要な技術的目標、「研究室から製造」へと移行する際の主要な技術的障害、こうした原子レベルの薄さの半導体を使用することから生まれる可能性のある機会を概観して結びとする。

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