KAISTは7月13日、ホン・スンボム教授（新素材工学科）の研究チームが、カン・ギボム教授の研究チームおよびソンギュングァン大学のチョ・ソンボム教授の研究チームと共同で、2次元半導体における接触抵抗由来の電気的ボトルネックを抑える新構造と、その挙動を直接観察できる分析プラットフォームを開発したと発表した。

半導体では、金属電極と半導体が接する界面で接触抵抗が発生し、性能低下や電力損失の要因となる。素子の微細化が進むほどこの影響は大きくなり、次世代半導体の開発における主要課題の一つとされてきた。

研究チームは、原子層レベルの厚さを持つ2次元材料、白金ジセレナイド（PtSe2）の単一薄膜内に、準金属領域と半導体領域を連続的に形成した。同じ材料の中で両領域を一体化することで、界面で電流が遮られにくい構造を実現したとしている。

さらに、原子間力顕微鏡（AFM）を用いて、薄膜内部での電荷移動をナノメートルレベルで可視化した。準金属領域から半導体領域へ電流が移る過程で、流れの停滞や屈曲といったボトルネックが生じず、連続的に伝導することを確認したという。

研究チームは、半導体領域にトランジスタ動作を想定して電界を加え、動作も検証した。その結果、準金属と半導体を組み合わせたこの構造で、電流の流れを安定的に制御できることを示した。

今回の成果について研究チームは、2次元材料ベースの半導体素子における接触抵抗の低減につながり、AI半導体や超低消費電力半導体、次世代ロジック半導体の開発への応用が期待できるとしている。

ホン・スンボム教授は「2次元半導体の界面で電流が流れる様子をナノメートルレベルで直接確認した世界初の成果だ」と説明し、「さまざまな次世代半導体で課題となっている接触抵抗の解決に向けた中核基盤技術として活用されることを期待している」とコメントした。

今回の研究には、キム・ヨンギュ氏（KAIST博士課程）、キョン・ミンスン博士、ホン・ジフン氏（ソンギュングァン大学博士課程）が共同第一著者として参加した。研究成果は、材料科学分野の国際学術誌「Matter」2026年7月号に掲載された。