Elektrische stroom ondervindt in moderne chips vaak weerstand op de overgang tussen verschillende materialen, wat ten koste gaat van de prestaties en het energieverbruik. Onderzoekers van KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) hebben een halfgeleiderstructuur ontwikkeld die dit knelpunt moet omzeilen en zo de basis kan leggen voor een nieuwe generatie energiezuinige chips.

In plaats van een metalen elektrode op een halfgeleidermateriaal aan te brengen, creëerden de onderzoekers binnen één en hetzelfde ultradunne tweedimensionale materiaal zowel een half metaalachtig als een halfgeleidend gebied. Omdat beide regio’s naadloos in elkaar overlopen, kan de elektrische stroom volgens de onderzoekers zonder onderbrekingen van de ene naar de andere zone bewegen.
Monolitische interface
Voor de demonstratie gebruikten de wetenschappers een atoomlaag van platina-diselenide (PtSe₂), een tweedimensionaal materiaal. Binnen deze dunne laag werden de half metaalachtige en halfgeleidende gebieden direct naast elkaar gevormd, waardoor een zogenoemde monolithische interface ontstond. Met behulp van Atomic Force Microscopy (AFM) brachten de onderzoekers vervolgens de stroom op nanometerschaal in beeld.
Deze techniek maakte het mogelijk om rechtstreeks te volgen hoe elektrische lading zich door het materiaal verplaatst. Volgens de onderzoekers is dit de eerste experimentele bevestiging dat een monolithische overgang tussen een halfmetaal en een halfgeleider geen elektrisch knelpunt vormt en de stroom niet afremt of omleidt.
De onderzoekers verwachten dat de nieuwe architectuur een belangrijke basis kan vormen voor halfgeleiders waarin een lage contactweerstand essentieel is. Dat geldt onder meer voor AI-processors en energiezuinige chips voor mobiele apparaten.







