现实生活已经离不开晶体管，每个计算机芯片包含数十亿晶体管。然而，随着芯片尺寸越来越小，目前的3D场晶体管（FET）已经达到了效率极限。韩国基础科学研究所（IBS）研究团队开发出由单一材料制成的首个2D FET。该团队用同一材料制造出金属和半导体多晶型物质来制造2D FET，该研究成果已经发表于《自然·纳米技术》。
图 金属（左）和半导体（右）MoTe2晶体并排在同一平面上。矩形晶体代表金属MoTe2，而六方晶体是半导体MoTe2的特征。
FET可以被认为是由两个金属电极组成的高速开关和两个金属电极之间的半导体沟道构成。电子（或空洞）从源极经过沟道移动到漏极。虽然3-D FET已经成功地缩小到纳米级尺寸，但却已接近物理极限。半导体沟道长度变短导致性能降低。为了克服这种性能下降，晶体管沟道必须用纳米级薄的材料制成。但即使再薄的3-D材料也不够好，因为材料表面的“悬挂键”会干扰流动的电子，导致电子散射。
标准的3-D FET具有由掺杂硅制成的两个电极（源极和漏极）和在其间的半导体沟道。当晶体管导通时，电子从源极穿过沟道到达漏极。本研究中特征的2-D FET使用MoTe2用于金属（红色）和半导体（黄色），减少了电流效应和悬挂键对纳米级3-D晶体管造成的影响。
采用2D FET替代3D FET能够克服这些问题，并具有新的、更有吸引力的个性。文章第一作者Ji Ho Sung表示：“由二维半导体制成的FET不受短路效应的影响，因为所有的电子被限制在自然的原子沟道中，表面没有悬挂键。此外，单层和二层形式的层状2-D材料具有宽范围的电和可调光学性质、原子尺度厚度、机械柔性和大禁带宽度（1〜2eV）等优异特性。”
2-D FET晶体管的主要问题是在2-D半导体和任何体金属之间的界面处存在大的接触电阻。为了解决这个问题，该团队设计了一种新技术来制造由碲化钼（MoTe2）制成的半导体二维金属晶体管。MoTe2是一种多晶型材料，意味着它可以用作金属和半导体。在半导体和金属MoTe2之间的界面处的接触电阻非常低。势垒高度降低了7倍，从150 meV降到22 meV。
IBS科学家使用化学气相沉积（CVD）技术来构建高品质的金属或半导体MoTe2晶体。将该多晶型物质放置在710℃的NaCl蒸汽填充的热壁石英管炉内制造金属性MoTe2，在670℃温度下制造半导体。
科学家还使用与二氧化钨钨（WTe2）交替的钨二硒化钨（WSe2）条纹制造更大规模的结构。他们首先通过化学气相沉积创建了薄层的半导体WSe2，然后刮掉了一些条纹，并在其位置上生长了金属的WTe2。
图按步骤从半导体WSe2薄膜开始，然后选择性蚀刻和生长金属WTe2。
预计将来可以实现更小的接触电阻，达到理论量子限制。
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