来源：X-MOL
二维半导体材料（如MoS2）因原子级薄层结构可有效抑制短沟道效应，被视为延续摩尔定律的潜力候选材料。然而，如何为这类材料选择合适的电极始终是技术难点。传统高熔点金属电极虽耐高温，但易因费米能级钉扎等问题导致接触电阻过高；而低熔点金属铋（Bi）虽能实现超低接触电阻，但其熔点仅271.5 °C，难以兼容高温制造工艺和实际应用场景。
为此，研究团队另辟蹊径，选择绝缘的α-Bi2O3作为原料，通过真空热蒸发技术制备出富含氧空位的BiOx薄膜。这一过程中，α-Bi2O3因氧元素流失形成独特的“多晶铋颗粒嵌入非晶BiOx基质”结构。X射线光电子能谱（XPS）和透射电镜（HRTEM）分析证实，材料中同时存在零价态Bi和Bi3+，赋予其金属导电性。实验数据显示，BiOx薄膜展现出优异的电学性能：室温霍尔迁移率达60 cm2·V-1·s-1，载流子密度高达1.5×1015 cm-2。更重要的是，其热稳定性远超纯铋。譬如，如图2所示，BiOx薄膜在300 °C下退火0.5小时后，表面粗糙度与电阻变化不大，并能保持良好的导电性，而Bi薄膜在相同条件下变得不连续，电阻急剧增加至断路。随后，研究团队将BiOx薄膜作为MoS2晶体管的接触电极进行测试。结果显示其呈现：1）超低接触电阻：结合金（Au）电极后，接触电阻低至650 Ω·μm，导通电流达27.5 μA·μm-1，优于多数文献报道值；2）高温稳定性：经历300 °C、6小时退火后，器件电学性能几乎无衰减，而传统铋电极器件在0.5小时内即完全失效。