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Nature | 北京大学生命科学学院肖俊宇研究员研究组发表成果《FcμR受体对免疫球蛋白IgM的识别》

2023年3月22日，北京大学肖俊宇团队在Nature 在线发表题为「Immunoglobulin M perception by FcμR」的研究论文，该研究报道了FcμR对免疫球蛋白M的识别机制。该研究描述了FcμR-IgM相互作用的结构基础。

作者发现两个FcμR分子与一个Fcμ-Cμ4二聚体相互作用，表明FcμR可以以2:1的化学计量量与膜结合的IgM结合。进一步的分析表明，在IgM BCR中，FcμR结合位点是可访问的。相比之下，五聚体IgM可以募集4个FcμR分子在同一侧结合，从而促进FcμR低聚物的形成。其中一个FcμR分子占据了分泌成分的结合位点。然而，有4个FcμR分子与含有分泌成分的分泌IgM的另一侧结合，与FcμR在分泌IgM逆转录转运中的作用一致。这些结果揭示了FcμR对IgM识别的复杂机制。

Nature | 北京大学电子学院彭练矛教授-邱晨光研究员课题组发表成果《二维硒化铟弹道晶体管》

2023年3月22日，北京大学彭练矛及邱晨光共同通讯在Nature 在线发表题为「Ballistic two-dimensional InSe transistors」的研究论文，该研究报道了一种弹道二维硒化铟（InSe）晶体管。

首次使得二维晶体管实际性能超过Intel商用10 纳米节点的硅基Fin晶体管，并且将二维晶体管的工作电压降到0.5 V，这也是世界上迄今速度最快能耗最低的二维半导体晶体管。姜建峰与徐琳博士为并列第一作者。

Nature | 北京大学化学与分子工程学院彭海琳教授课题组发表成果《外延高κ栅氧化物集成型二维鳍式晶体管》

2023年3月22日，北京大学彭海琳团队在Nature 在线发表题为「2D fin field-effect transistors integrated with epitaxial high-k gate oxide」的研究论文，该研究报道了一种集成外延高K栅极氧化物的2D鳍状场效应晶体管。该研究报道了2D鳍状氧化物异质结构垂直排列阵列的外延合成，这是一种新型的3D结构，其中高迁移率的2D半导体鳍状Bi₂O₂Se和单晶高k栅氧化物Bi₂SeO₅外延集成。这些2D鳍状氧化物外延异质结构具有原子平面界面和超薄的鳍状厚度，可达一个单元(1.2 nm)，实现了单定向阵列的晶片规模、特定位置和高密度生长。

基于Bi₂O₂Se/Bi₂SeO₅外延异质结构的2D鳍状场效应晶体管(FinFETs)具有高达270 cm² V⁻¹s⁻¹的高电子迁移率(μ)、约1 pA μm⁻¹的超低关态电流、高达10⁸的高开态电流和高达830 μA μm⁻¹的400 nm通道长度的高开态电流，满足国际器件与系统路线图(IRDS)的低功耗要求。二维鳍状氧化物外延异质结构为摩尔定律的进一步推广开辟了新的途径。

集成电路技术的进步依赖于互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管的摩尔定律。作为主要的器件结构，由垂直鳍状通道和高K氧化物介质集成的硅鳍-氧化物异质结构已推动CMOS缩放到7纳米和5纳米技术节点。对于即将到来的终极缩放极限下的5纳米以下节点，这种结构具有制造垂直栅极全能晶体管(VGAA)或垂直传输场效应晶体管(VTFETs)的潜力，以进一步提高器件性能、能源效率和集成密度。然而，在如此小的通道尺寸下，超薄Si鳍状氧化物异质结构中厚度波动引起的界面散射极大地降低了器件性能。sub-5-nm体厚的固有限制和不完善的界面阻碍了Si晶体管的可持续降尺度。关键创新需要探索具有超薄高迁移率半导体通道和高K介电集成的新材料和架构。

高迁移率二维层状半导体由于其固有的独立和无悬垂键特性，具有作为下一代超尺寸晶体管的鳍状通道的巨大潜力，能够实现出色的静电门控制和高驱动电流。垂直放置的二维鳍状氧化物异质结构由三维或全方位的氧化物介电包围的二维分层半导体鳍状组成，对于实现具有高晶体管密度、能源效率和性能的2D FinFETs、VTFETs或VGAA晶体管至关重要，它们是CMOS缩放中的互补组件。为此，人们非常希望将超薄的高迁移率2D半导体鳍状和具有光滑界面的高K栅氧化物精确集成到垂直结构阵列中，但尚未得到证实。

2D层状鳍状阵列集成了高K栅全能氧化物 | 图源：Nature

该文提出的集成外延单晶高K Bi₂SeO₅电介质的晶圆级2D Bi₂O₂Se鳍片阵列满足了未来先进晶体管的最严格要求，包括单向取向、大面积、位置选择和高密度生长、超高展弦比、原子平面界面、1.2 nm尺度的超薄体、高载流子迁移率和高导通电流密度。随着进一步优化，在工业兼容的介电衬底上实现高密度垂直2D鳍状氧化物异质结构阵列的精确位置生长，超尺度2D FinFETs和VGAA FETs将实现进一步的晶体管缩放，并可能扩展摩尔定律。

论文链接：

[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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