KAIST ngày 13/7 cho biết nhóm nghiên cứu của giáo sư Hong Seung-beom thuộc Khoa Kỹ thuật Vật liệu mới, phối hợp với các nhóm của giáo sư Kang Ki-beom và giáo sư Cho Seong-beom tại Đại học Sungkyunkwan, đã phát triển một cấu trúc mới giúp dòng điện truyền qua vật liệu 2 chiều liền mạch hơn. Nhóm đồng thời thiết lập phương pháp phân tích cho phép quan sát trực tiếp hiện tượng này.

Theo KAIST, điện trở tiếp xúc tại bề mặt tiếp giáp giữa điện cực kim loại và chất bán dẫn là một trong những nguyên nhân chính làm suy giảm hiệu năng linh kiện và gây tổn hao điện năng. Khi kích thước linh kiện tiếp tục thu nhỏ, tác động của điện trở tiếp xúc càng lớn và trở thành một điểm nghẽn đối với bán dẫn thế hệ mới.

Để xử lý vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã tạo ra liên tiếp hai vùng bán kim loại và bán dẫn ngay trong cùng một màng mỏng từ vật liệu 2 chiều platin diselenide (PtSe2) có độ dày ở mức lớp nguyên tử. Cấu trúc liền khối này giúp hai vùng vật liệu nối tiếp tự nhiên, qua đó hạn chế cản trở dòng điện tại bề mặt tiếp xúc.

Nhóm sử dụng kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) để trực quan hóa chuyển động của điện tích trong màng mỏng ở thang nanomet. Kết quả cho thấy khi dòng điện đi từ vùng bán kim loại sang vùng bán dẫn, quá trình truyền dẫn diễn ra liên tục, không xuất hiện tình trạng tắc nghẽn hay đổi hướng đột ngột.

Các nhà nghiên cứu cũng kiểm chứng khả năng vận hành của cấu trúc bằng cách áp điện trường lên vùng bán dẫn theo nguyên lý transistor. Thí nghiệm cho thấy dòng điện có thể được điều khiển ổn định trong cấu trúc kết hợp giữa vùng bán kim loại và vùng bán dẫn.

KAIST kỳ vọng công nghệ này sẽ góp phần giảm điện trở tiếp xúc trong các linh kiện bán dẫn dựa trên vật liệu 2 chiều, qua đó hỗ trợ phát triển bán dẫn AI, bán dẫn logic thế hệ mới và các dòng chip siêu tiết kiệm điện.

Giáo sư Hong Seung-beom cho biết đây là lần đầu tiên trên thế giới giới nghiên cứu trực tiếp quan sát ở thang nanomet cách dòng điện di chuyển tại bề mặt tiếp giáp của bán dẫn 2 chiều. Theo ông, công nghệ này có thể trở thành nền tảng cốt lõi để giải quyết bài toán điện trở tiếp xúc trong nhiều loại bán dẫn thế hệ mới.

Nghiên cứu có sự tham gia của Kim Yeon-gyu, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại KAIST, cùng Kyeon Min-seung và Hong Ji-hoon từ Đại học Sungkyunkwan, với vai trò đồng tác giả thứ nhất. Kết quả đã được công bố trên số tháng 7/2026 của tạp chí khoa học vật liệu quốc tế Matter.