國立臺灣師範大學物理學系藍彥文教授研究團隊、國立臺灣大學物理學系邱雅萍教授團隊，以及新加坡國立大學暨臺師大物理學系玉山學者訪問客座教授李連忠（Lain-Jong Li）教授共同合作，成功突破二維半導體電晶體接觸工程的重要瓶頸，首次直接量測二維半導體電晶體中電子的轉移長度（Carrier Transfer Length），為未來奈米尺度電晶體設計提供關鍵實驗依據。研究成果已於2026年7月發表於國際頂尖期刊《Nature》，展現師大參與二維半導體元件、先進量測技術與跨國研究合作上的卓越實力。

臨場剖面掃描顯微半導體檢測技術（Operando Cross-sectional STM）示意圖

　　隨著人工智慧、高效能運算及低功耗晶片需求快速成長，電晶體持續微縮已成為全球半導體技術的重要挑戰。近年來，具有原子級厚度的二維半導體被視為延續摩爾定律的重要候選材料。然而，除了縮短通道長度之外，金屬與半導體接觸界面的電子注入效率更直接影響元件效能，也是未來微縮能否成功的關鍵。

　　藍彥文教授表示，研究團隊長期投入二維半導體電子元件與接觸工程研究，此次由師大團隊負責高品質二維半導體電晶體的元件設計、製作與電性量測分析；李連忠教授團隊提供高品質二維材料成長技術；邱雅萍教授團隊則發展全球首創的臨場剖面掃描穿隧顯微術（Operando Cross-sectional STM）。三個團隊共同提出研究構想，整合材料成長、元件製作、電性分析及原子尺度量測等專長，建立完整的跨領域研究平台。

　　本研究最大的突破，在於首次將電晶體的電性量測結果與原子尺度顯微影像直接連結。過去，電子轉移長度只能依靠傳統傳輸線模型（Transmission Line Method, TLM）推估，缺乏直接實驗驗證；此次研究利用元件實際操作時的偏壓條件，直接觀察電子在金屬與二維半導體接觸邊緣的傳輸行為，並量測電子轉移長度最短可達約2奈米，證實二維半導體具備持續微縮至未來先進製程節點的潛力。

　　藍彥文教授指出，師大團隊在本研究中建立了二維半導體元件製作、接觸工程及電性分析平台，並透過不同元件結構與接觸設計，建立電子轉移長度的重要電性分析方法。這項成果不僅驗證了二維半導體接觸工程的關鍵物理機制，也建立了一套可直接評估接觸品質的新方法，為未來超微縮電晶體的設計提供重要依據。

實際元件樣品

　　此外，本研究中邱雅萍教授團隊所建立的臨場顯微量測技術未來也可延伸應用至矽元件及其他新型半導體材料，成為評估各類先進半導體元件接觸特性的核心分析工具，加速新材料、新元件及新製程技術的開發。

　　藍彥文教授表示，此項研究充分展現國立臺灣師範大學在二維半導體電子元件、奈米電子學及接觸工程領域的研究實力。透過整合師大在二維材料元件、玉山學者國際合作資源，以及與臺大原子尺度量測團隊的跨領域合作，共同完成這項具世界領先性的研究成果。

　　未來團隊將持續投入二維材料電子元件、非揮發性記憶體、光電元件及量子功能材料研究，發展更多具創新性的半導體元件技術，為下一世代人工智慧晶片、低功耗運算及先進半導體技術奠定重要基礎。

(採訪撰文 | 由本校公共事務中心提供)。

原文出處：Yang, ZL., Huang, BC., Lin, YK. et al. Directly probing the carrier transfer length in 2D-material transistors. Nature 655, 350–356 (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10707-0