浙江大学集成电路学院的研究团队近日在半导体领域取得了显著突破。他们提出了一种新型的全二维材料范德瓦尔斯异质结构（vdW）晶体管，这种晶体管凭借其独特的设计和材料选择，克服了传统MOS晶体管在亚阈值摆幅方面的限制。该研究发表在ACS Nano期刊上，论文标题为“All-2D-Materials Subthreshold-Free Field-Effect Transistor with Near-Ideal Switching Slope”。

在传统的CMOS技术中，晶体管的亚阈值摆幅（SS）无法低于60 mV/dec，这是由玻尔兹曼统计限制决定的，这一限制在晶体管微缩和功耗管理中形成了瓶颈。而浙江大学的团队通过创新性地将MoS2、hBN和石墨烯等二维材料集成到一个晶体管结构中，成功消除了亚阈值区域，使得晶体管能够实现接近理想的开关行为。具体表现为开关斜率接近零（约0.33 mV/dec），开关电流比达到107，关态电流则极低（约0.1 pA）。

这一创新不仅优化了静态和动态功耗，还为未来在硅基CMOS芯片上的推广应用奠定了基础。研究还展示了如何通过系统分析CMOS反相器的开关动态特性，进一步证明了无亚阈值操作对功耗的积极影响。这一突破标志着在微纳电子领域的又一重要进步，预示着更高效、更小型化的集成电路技术将成为可能。

浙江大学的这一研究成果，无疑为半导体技术的发展提供了新的方向，也为未来高能效电子器件的设计开辟了广阔的前景。