近日，我院教师琚伟伟教授研究团队与北京大学、北京邮电大学、河南科技大学、洛阳师范学院等多所高校合作，在亚5 nm晶体管研究方面取得重要进展。相关研究成果以“Scaling behavior in a sub-5-nm n-type monolayer GeTe transistor”为题发表在国际知名物理学期刊Physical Review Applied。该期刊是美国物理学会（APS）旗下重要刊物，专注于应用物理学前沿研究，具有相当的学术影响力。我院琚伟伟教授为论文第一作者，吕劲（北京大学）、屈贺如歌（北京邮电大学）和孙晓甜（洛阳师范学院）为通讯作者，郑州师范学院为第一单位。

随着硅基晶体管尺寸逼近物理极限，寻找新型沟道材料成为延续摩尔定律的关键。二维材料因其原子级厚度、无悬挂键表面及优异的栅控能力，被视为后硅时代的有力候选。本研究聚焦于二维GeTe材料，团队采用基于密度泛函理论与非平衡格林函数的第一性原理量子输运模拟方法，系统评估了亚5纳米栅长下单层GeTe晶体管的性能极限。研究结果表明，n型GeTe晶体管在3纳米栅长下仍能满足国际半导体技术路线图的高性能器件标准，在5纳米栅长下则可满足低功耗应用需求。沿zigzag方向、栅长5纳米的器件开态电流高达2452 μA/μm，亚阈值摆幅低至68 mV/dec，综合性能优于多种二维晶体管。该研究为二维GeTe材料在超尺度逻辑器件中的应用提供了理论支撑，展示了其在推动摩尔定律继续向前发展方面的潜力。