研究人員正在利用世界上最細的金屬線作為閘極電極（控制電晶體開啟和關閉的關鍵零件），以製作微型電晶體。研究人員沒有使用矽或金屬，而是用二硫化鉬（molybdenum disulfide）製作了這種閘極——這種半導體可能在未來幾十年取代矽。當兩片錯位的MoS2碎片結合在一起時，它們的邊界會變成一條只有0.4 奈米厚的導線，比當今最先進CPU 中電晶體的最小元件還要小得多。研究人員大多位於韓國大田基礎科學研究所，他們將這條導線集成為超小型電晶體的關鍵組件。

他們的工作標誌著首次有人利用這些邊界線來製造電晶體。他們的方法可能不會很快投入商業生產，但這項壯舉可能會鼓勵研究人員進一步探索這種線並在未來幾年製造出更多實用的電晶體。

二硫化鉬是二維半導體的典型例子。現今使用的矽和其他半導體需要複雜的第三維度才能正常運作。但顧名思義，二維半導體可以建構在平面層中。

石墨烯（一層碳原子）可能是最著名的二維材料，但科學家和工程師在MoS2和類似的所謂過渡金屬二硫化物方面取得了令人難以置信的進展。就MoS2而言，該化合物的分子結構使其厚度僅為三個原子（約0.4 奈米）。

二硫化鉬在縮小電晶體的閘極長度（源極和汲極之間的距離）方面可能具有另一個關鍵優勢，電荷載子進入和離開電晶體，最先進的研究已經推動了矽可能的閘極長度最小到5 奈米左右，但矽電晶體的閘極長度越短，當它處於關閉狀態時就越容易漏電。二硫化鉬的帶隙較大，可能使其具有更強的防漏能力。

當然，研究人員仍然沒有確定製造具有亞奈米閘極長度的MoS2電晶體的方法。一些實驗室已經透過使用不同的材料作為柵極來實現這一點——製造具有薄柵極的MoS2晶體管，該柵極由單層石墨烯或單個碳奈米管的邊緣製成（本質上是將石墨烯捲成非常薄的管子）。

基礎科學研究所的研究人員想知道他們是否需要另一種材料，或者是否可以依賴MoS2本身的一個奇特特性。

當MoS2在藍寶石（一種常見的2D 半導體基板）上生長時，該材料傾向於以兩種可能的方向之一生長，每個方向彼此錯開60 度。如果你讓一個方向的一塊接觸另一個方向的一塊，兩者將在邊界處形成一條線，就像一條角度奇怪的道路，兩個錯開的城市街道網格相遇。

材料科學家幾年前就已經知道這些邊界線，並稱之為鏡像孿生邊界(MTB：mirror twin boundaries)。其中一位測量結果表明，厚度為0.4 奈米的MTB 是迄今為止製造的最薄的導線。基礎科學研究所的研究人員認為，他們可以將這些導線用作由周圍材料構成的電晶體的閘極。

為了實現這一目標，研究人員首先從兩塊錯置的二硫化鉬碎片開始，中間是MTB 線。在它的上面，他們放置了一層薄薄的氧化鋁作為絕緣體。在它的上面，他們放置了另一層原子厚度的硫化鉬，然後在上面放置了增加了源極和汲極電極。總共，他們用超薄柵極電極製造了總共36 個功能性FET。

研究人員樂觀地認為，他們的技術或類似的技術有朝一日可能會成為製造設備的基礎。基礎科學研究所研究員、研究人員之一Jo Moon-Ho在聲明中表示：「預計它將成為未來開發各種低功耗、高性能電子設備的關鍵技術。」未來，研究人員可能能夠透過更好地控制電線的特性來設計電子產品。

然而，史丹佛大學電氣工程師Eric Pop （他研究MoS 2，並未參與這項研究）對boundary 的方法從實驗室過渡到工廠的可能性並不樂觀。 「我認為它作為閘極電極的用途不是工業應用的途徑，」Pop 說。「閘極必須是金屬，並被圖案化成電路幾何形狀，」他說，否則工程師將失去控制閘極閾值電壓的關鍵能力。

此外，Pop 表示，像Moon 和同事一樣在藍寶石上生長二維半導體並不理想。在藍寶石上培育後，必須費力地將二維材料轉移到矽晶片上。相反，Pop 表示，實用的二維半導體應該直接在二氧化矽或矽等材料上生長。

儘管波普有所顧慮，他仍然稱這項研究為“良好的科學成果”，對於研究MTBs的科學家來說尤其有用。