主要针对人工智能计算日益增长的需求和数据中心与移动设备中提高的要求，制造高密度、高性能和能效的晶体管的必要性变得越来越迫切。几十年来，硅的缩放一直遵循摩尔定律，但如今它接近一个挑战阶段，接近硅的物理极限。在后硅通道材料的选项中，二维（2D）材料作为晶体管持续缩放的基石崭露头角，提供低功耗的潜在优势。这种微型化主要依赖于通道和接触的缩放，这不仅涉及缩短通道长度，还包括缩小金属接触的大小，金属接触是电流注入的关键接口。这带来了显著的挑战，因为缩小它们的尺寸往往会导致限制性能的接触电阻。已经在理解超薄二维材料的缩放限制方面进行了大量努力，尤其是在单层（ML）二维材料的通道缩放方面，以适应超过1纳米技术节点的晶体管。然而，同样重要的金属接触缩放却很少受到关注，并且给基于二维材料的场效应晶体管（FET）提出了严峻的挑战，因为它们的电流集中在纳米级接触中预计会很突出。许多研究小组已尝试修改接触材料或采用界面工程技术来缓解高接触电阻问题。然而，接触尺寸减小的任务仍然基本未被探索。一个固有的挑战在于转移长度（L T）的确定，它是金属接触与二维材料之间的有效电流注入区域，并且它对应于接触尺寸缩放的限制。先前的一项研究使用第一性原理模拟证明，从顶层金属接触到下方二维材料的电子注入可以发生在金属/二维材料接口的边缘或重叠区域，这取决于接口性质，暗示载流子的运输强烈依赖于接触金属、二维通道材料及其厚度，以及金属/二维接口质量。此外，精准可控的子20纳米接触的制造仍然非常具有挑战性，这使得在实验上更难确定接触尺寸的极限。早期的研究在这个领域取得了显著进展。先前的一项研究使用超高真空金属沉积方法制造了带有金接触的少层MoS 2晶体管，估算其转移长度约为35纳米。另一项研究展示了在使用电子束光刻制造的少层MoS 2晶体管上，镍接触即便在13纳米的接触长度下仍维持开态电流，这表明尼和少层MoS 2的L T ≤ 13纳米。在参考文献8中，制备了在单层二维FETs上，金/镍接触长度从300纳米到20纳米变化的MoS 2 FETs，指示转移长度约为45纳米。最近，另一项研究显示，在ML-MoS 2晶体管中，半金属锑（Sb）作为接触金属即使在30纳米接触长度下也可以维持开态电流。通过TCAD（技术计算机辅助设计）模型仿真，研究预测锑-MoS 2的接触长度缩放约为15纳米。关于MoS 2的L T估算的各种报告值总结在扩展数据表1中。尽管这些进展，所有的转移长度估计仍然依赖于理论模拟或通过理论模型对一系列具有不同金属尺寸的设备进行外推的方法，其中许多假设在接近转移长度时是不可避免的。直到现在，仍然缺乏对晶体管设备中二维/金属界面的纳米级转移长度的直接测量，而这对于理解先进电子设备的缩放限制至关重要。在这里，我们使用断面扫描隧道显微镜和光谱法（XSTM/S），具有在施加源和漏极间的原位工作电压的同时探测亚纳米尺度电子结构的能力，来测量金属-二维接触中的电流注入长度。由于类似铋（Bi）或锑（Sb）这样的半金属已被证明几乎没有势垒，并且在MoS 2上表现出极低的接触电阻，具有实现超缩尺寸接触的巨大潜力，因此在研究中选择Bi接触的ML-MoS 2来理解接触缩放的极限。请注意，与少层二维材料相比，单层材料因其最终的薄度而被认为更适合于先进缩放，以实现所需的栅控能力。由此，我们已对电流进行了直接的纳米级实验测量。