傳統(tǒng)的三維半導體材料表面存在大量的懸掛鍵，可通過捕獲和散射等方式影響和限制自由載流子的運動，因此，表面態(tài)的設計、制造和優(yōu)化是提高三維半導體器件性能的關(guān)鍵因素。類似于三維半導體材料的表面態(tài)，單層二維材料（如二硫化鉬和石墨烯）在邊界原子的終止和重建可以產(chǎn)生邊界態(tài)，這使二維材料產(chǎn)生較多獨特的現(xiàn)象，并得到廣泛應用。

中國科學院院士、中科院微電子研究所微電子器件與集成技術(shù)重點實驗室研究員劉明，研究員李泠帶領(lǐng)的科研團隊，與中科院物理研究所、北京理工大學、美國加州大學洛杉磯分校合作，對單層MoS₂/WSe₂晶體管進行器件測試、掃描隧道顯微鏡實驗觀測和第一性原理計算，發(fā)現(xiàn)二維材料的邊界態(tài)是控制器件亞閾值特性及影響器件遷移率的關(guān)鍵因素，并首次提出這種邊界態(tài)是拉廷格液體的物理本質(zhì)。該科學發(fā)現(xiàn)對于研究器件性能優(yōu)化和低功耗應用具有一定意義。

相關(guān)研究成果以Possible Luttinger liquid behavior of edge transport in monolayer transition metal dichalcogenide crystals為題，發(fā)表在Nature Communications上（DOI: 10.1038/s41467-020-14383-0）。微電子所博士后楊冠華和物理所邵巖博士為論文第一作者，劉明、李泠，北京理工大學教授王業(yè)亮、美國加州大學洛杉磯分校教授段鑲鋒為論文共同通訊作者。

研究工作得到國家自然科學基金委、科技部、中科院等的資助。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-14383-0#citeas

圖a.二維材料邊界電導比例與溫度、柵壓關(guān)系。圖b.I/T1+α與qV/kBT關(guān)系。圖c.STS能譜