图1. 随着摩尔定律的发展，晶体管栅长逐步微缩，本工作实现了亚1纳米栅长的晶体管。

图2. 亚1纳米栅长晶体管器件工艺流程，示意图，表征图以及实物图。

学术界在极短栅长晶体管方面做出了探索。2012年，日本产业技术综合研究所在国际电子器件大会（IEDM）报道了基于绝缘衬底上硅实现V形的平面无结型硅基晶体管，等效的物理栅长仅为3纳米。2016年，美国的劳伦斯伯克利国家实验室和斯坦福大学在《科学》（Science）期刊报道了基于金属性碳纳米管材料实现了物理栅长为1纳米的平面硫化钼晶体管。为进一步突破1纳米以下栅长晶体管，本团队巧妙利用石墨烯薄膜超薄的单原子层厚度和优异的导电性能，通过石墨烯侧向电场来控制垂直MoS₂沟道的开关，从而实现0.34纳米的等效物理栅长。通过在石墨烯表面沉积金属铝并自然氧化的方式，完成了对石墨烯垂直方向电场的屏蔽。再使用原子层沉积的二氧化铪作为栅极介质、化学气相沉积的单层二维二硫化钼薄膜作为沟道。

上述相关成果以“具有亚1纳米栅极长度的垂直硫化钼晶体管”（Vertical  MoS₂ transistors with sub-1-nm gate lengths）为题，于3月9日在线发表在国际顶级学术期刊《自然》（Nature）上。论文通讯作者为清华大学集成电路学院任天令教授和田禾副教授，清华大学集成电路学院博士生吴凡、田禾副教授、博士生沈阳为共同第一作者。清华大学的研究人员得到了国家自然科学基金委、科技部重点研发计划、北京市自然基金委、北京信息科学与技术国家研究中心等的支持。

任天令，清华大学信息科学技术学院副院长，教育部长江学者特聘教授，国家杰出青年基金获得者，博士生导师。

近年来，承担国家自然科学重点基金、国家重大科技专项、国家公益性行业科研专项、国家重大仪器专项、国家863计划、国家973计划等多项国家重要科技项目，做出一系列具有重要国际影响的创新学术成果。主要研究方向为智能微纳电子器件、芯片与系统，包括：智能传感器与智能集成系统，二维纳电子器件与芯片，柔性、可穿戴器件与系统，智能信息器件与系统技术等。在国内外重要学术期刊和会议发表论文600余篇，包括Nature、Nature Electronics、Nature Communications、Science Advances、Energy & Environmental Science、Advanced Materials、ACS Nano、Nano Letters、Biosensors & Bioelectronics、Nanoscale、Carbon、IEEE Electron Device Letters、IEEE Journal of Solid-State Circuits、IEEE Transactions on Electron Devices、IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques、IEEE Sensors Journal，以及国际微电子领域顶级会议IEDM论文等；获国内外发明专利70余项。荣获中国电子学会自然科学一等奖（排名1）。

担任或曾任IEEE电子器件学会副主席（中国大陆首次）、IEDM执委（中国大陆首次）、IEEE电子器件学会教育委员会主席（中国大陆首次）、中国微米纳米技术学会理事、IEEE电子器件学会杰出讲师、IEEE EDTM 执委、IEEE JEDS编委、IEEE Transactions on Nanotechnology 编委等学术任职。

田禾，清华大学集成电路学院副教授，集成纳电子所副所长，国家优秀青年基金获得者，博士生导师。

近年来主要研究领域包括基于二维材料（石墨烯、二硫化钼、黑磷等）的新型微纳电子器件：晶体管、存储器、传感器/执行器等。在Nature、Nature Communications、Science Advances、Advanced Materials、 Nano Letters、ACS Nano、IEEE TED、IEEE EDL等期刊发表SCI论文150余篇，微电子器件领域顶级会议IEDM10篇，论文总他引超过5000次，h因子40。主持国家自然基金优秀青年基金及面上项目、北京市自然基金项目等，获中国电子学会自然科学一等奖（排名3），教育部霍英东青年教师基金，入选中国科协青年托举工程，以及首届中国电子学会优秀博士论文等。

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