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3月22日晚間，Nature官網發布多篇論文，北京大學三項成果同時在線發表，上演「帽子戲法」，生命科學學院肖俊宇研究員研究組發表成果《FcμR受體對免疫球蛋白IgM的識別》，化學與分子工程學院彭海琳教授課題組發表成果《外延高κ柵氧化物集成型二維鰭式電晶體》和電子學院彭練矛教授-邱晨光研究員課題組發表成果《二維硒化銦彈道電晶體》。
Nature | 北京大學生命科學學院肖俊宇研究員研究組發表成果《FcμR受體對免疫球蛋白IgM的識別》
2023年3月22日，北京大學肖俊宇團隊在Nature 在線發表題為「Immunoglobulin M perception by FcμR」的研究論文，該研究報導了FcμR對免疫球蛋白M的識別機制。該研究描述了FcμR-IgM相互作用的結構基礎。
作者發現兩個FcμR分子與一個Fcμ-Cμ4二聚體相互作用，表明FcμR可以以2:1的化學計量量與膜結合的IgM結合。進一步的分析表明，在IgM BCR中，FcμR結合位點是可訪問的。相比之下，五聚體IgM可以募集4個FcμR分子在同一側結合，從而促進FcμR低聚物的形成。其中一個FcμR分子占據了分泌成分的結合位點。然而，有4個FcμR分子與含有分泌成分的分泌IgM的另一側結合，與FcμR在分泌IgM逆轉錄轉運中的作用一致。這些結果揭示了FcμR對IgM識別的複雜機制。
Nature | 北京大學電子學院彭練矛教授-邱晨光研究員課題組發表成果《二維硒化銦彈道電晶體》
2023年3月22日，北京大學彭練矛及邱晨光共同通訊在Nature 在線發表題為「Ballistic two-dimensional InSe transistors」的研究論文，該研究報導了一種彈道二維硒化銦（InSe）電晶體。
首次使得二維電晶體實際性能超過Intel商用10 納米節點的矽基Fin電晶體，並且將二維電晶體的工作電壓降到0.5 V，這也是世界上迄今速度最快能耗最低的二維半導體電晶體。姜建峰與徐琳博士為並列第一作者。
Nature | 北京大學化學與分子工程學院彭海琳教授課題組發表成果《外延高κ柵氧化物集成型二維鰭式電晶體》
2023年3月22日，北京大學彭海琳團隊在Nature 在線發表題為「2D fin field-effect transistors integrated with epitaxial high-k gate oxide」的研究論文，該研究報導了一種集成外延高K柵極氧化物的2D鰭狀場效應電晶體。該研究報導了2D鰭狀氧化物異質結構垂直排列陣列的外延合成，這是一種新型的3D結構，其中高遷移率的2D半導體鰭狀Bi₂O₂Se和單晶高k柵氧化物Bi₂SeO₅外延集成。這些2D鰭狀氧化物外延異質結構具有原子平面界面和超薄的鰭狀厚度，可達一個單元(1.2 nm)，實現了單定向陣列的晶片規模、特定位置和高密度生長。
基於Bi₂O₂Se/Bi₂SeO₅外延異質結構的2D鰭狀場效應電晶體(FinFETs)具有高達270 cm² V⁻¹s⁻¹的高電子遷移率(μ)、約1 pA μm⁻¹的超低關態電流、高達10⁸的高開態電流和高達830 μA μm⁻¹的400 nm通道長度的高開態電流，滿足國際器件與系統路線圖(IRDS)的低功耗要求。二維鰭狀氧化物外延異質結構為摩爾定律的進一步推廣開闢了新的途徑。
集成電路技術的進步依賴於互補金屬氧化物半導體(CMOS)電晶體的摩爾定律。作為主要的器件結構，由垂直鰭狀通道和高K氧化物介質集成的矽鰭-氧化物異質結構已推動CMOS縮放到7納米和5納米技術節點。對於即將到來的終極縮放極限下的5納米以下節點，這種結構具有製造垂直柵極全能電晶體(VGAA)或垂直傳輸場效應電晶體(VTFETs)的潛力，以進一步提高器件性能、能源效率和集成密度。然而，在如此小的通道尺寸下，超薄Si鰭狀氧化物異質結構中厚度波動引起的界面散射極大地降低了器件性能。sub-5-nm體厚的固有限制和不完善的界面阻礙了Si電晶體的可持續降尺度。關鍵創新需要探索具有超薄高遷移率半導體通道和高K介電集成的新材料和架構。
高遷移率二維層狀半導體由於其固有的獨立和無懸垂鍵特性，具有作為下一代超尺寸電晶體的鰭狀通道的巨大潛力，能夠實現出色的靜電門控制和高驅動電流。垂直放置的二維鰭狀氧化物異質結構由三維或全方位的氧化物介電包圍的二維分層半導體鰭狀組成，對於實現具有高電晶體密度、能源效率和性能的2D FinFETs、VTFETs或VGAA電晶體至關重要，它們是CMOS縮放中的互補組件。為此，人們非常希望將超薄的高遷移率2D半導體鰭狀和具有光滑界面的高K柵氧化物精確集成到垂直結構陣列中，但尚未得到證實。
該文提出的集成外延單晶高K Bi₂SeO₅電介質的晶圓級2D Bi₂O₂Se鰭片陣列滿足了未來先進電晶體的最嚴格要求，包括單向取向、大面積、位置選擇和高密度生長、超高展弦比、原子平面界面、1.2 nm尺度的超薄體、高載流子遷移率和高導通電流密度。隨著進一步優化，在工業兼容的介電襯底上實現高密度垂直2D鰭狀氧化物異質結構陣列的精確位置生長，超尺度2D FinFETs和VGAA FETs將實現進一步的電晶體縮放，並可能擴展摩爾定律。
論文連結：
[1]https://www.nature.com/articles/s41586-023-05835-w
[2]https://www.nature.com/articles/s41586-023-05819-w
[3]https://www.nature.com/articles/s41586-023-05797-z
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