二维半导体是全球学术界和产业界公认最具希望的后摩尔集成电路非硅新材料之一，被国际器件与系统路线图（IRDS）明确为1nm及以下节点的沟道材料。当前，该领域正处于从基础研究向产业应用过渡的关键阶段，为我国集成电路赛道转换和技术超越提供了机遇。集成电路制程“节点”是由晶体管接触栅间距（CGP，包括沟道长度+接触长度+2×栅源间隔长度）定义的，根据IRDS，1nm节点晶体管CGP必须缩小至40nm，超越了硅基CMOS器件尺寸微缩极限。
为突破1nm节点晶体管器件，团队在前期二维半导体材料和接触技术重大原理突破的基础上（Nature Nanotech. 16, 1201 (2021), Nature 613, 274 (2023)），从产业需求出发，开发出高纯度半金属欧姆接触外延沉积工艺，突破了极限尺寸下接触电阻记录，在20nm接触长度下实现接触电阻小于100Ω·μm。结合亚20nm超短沟道，在国际上首次成功研制出CGP为40nm的高性能MoS₂场效应晶体管，在0.6 V源漏偏压下具有0.79 mA/μm的高驱动电流，大于10⁷的开关比，小于10 pA/μm的关态电流，62 mV/dec的亚阈值斜率和12mV/V的漏致势垒降低效应。该器件在性能-功耗-尺寸（PPA）关键指标上满足了1nm节点技术要求，充分展示出二维半导体在先进制程集成电路中的技术潜力。进一步的TCAD模型仿真预测，四层堆叠MoS₂ 纳米片晶体管与1nm节点的 Si CMOS 相比，可将栅极延迟减少 46.6%，展示出二维半导体在路线图终点的卓越缩放潜力。该成果与英特尔、台积电、三星等产业巨头的最新成果同台发布，是本届大会二维半导体器件分会中国大陆唯一入选的研究成果（IEEE IEDM, 24.7, 1-4）。
