Transistor màng mỏng có tính di động điện tử cao dựa trên các kết cấu dị thể oxit kim loại bán dẫn xử lý bằng dung dịch và siêu lưới tạm thời

Advanced Science - Tập 2 Số 7 - 2015
Yen‐Hung Lin1,2, Hendrik Faber1, John G. Labram1, Emmanuel Stratakis3,4, Labrini Sygellou5, Emmanuel Kymakis6, N. A. Hastas7, Ruipeng Li8, Kui Zhao9, Aram Amassian9, Neil D. Treat10, Martyn A. McLachlan10, Thomas D. Anthopoulos1
1Department of Physics and Centre for Plastic Electronics, Blackett Laboratory, Imperial College London, London, SW7 2AZ UK
2Dutch Polymer Institute (DPI), P.O. Box 902, 5600 AX, Eindhoven, the Netherlands
3Institute of Electronic Structure and Laser (IESL), Foundation for Research and Technology-Hellas (FORTH), Heraklion, 71003, Greece
4Materials Science & Technology Department University of Crete Heraklion 71003 Greece
5Institute of Chemical Engineering and High Temperature Processes (ICEHT), Foundation of Research and Technology Hellas (FORTH), Stadiou Strasse Platani, P.O. Box 1414, Patras, GR-265 04 Greece
6Center of Materials Technology and Photonics and Electrical Engineering Department, Technological Educational Institute (TEI) of Crete, Heraklion, 71004 Greece
7Physics Department, Aristotle University of Thessaloniki, Thessaloniki 54124, Greece
8Cornell High Energy Synchrotron Source, Wilson Laboratory, Cornell University, Ithaca, NY 14853, USA
9Materials Science and Engineering Division of Physical Sciences and Engineering King Abdullah University of Science and Technology Thuwal 23955–6900 Saudi Arabia
10Department of Materials and Centre for Plastic Electronics, Imperial College London, London Royal School of Mines, London, SW7 2AZ UK

Tóm tắt

Các công nghệ transistor màng mỏng có tính di động cao có thể được triển khai bằng những phương pháp chế tạo đơn giản và chi phí thấp đang rất được ưa chuộng vì tính ứng dụng của chúng trong nhiều lĩnh vực quang điện mới nổi. Tại đây, một khái niệm mới về transistor màng mỏng được báo cáo, tận dụng các tính chất dẫn điện electron được cải thiện của các dị thể polycrystal kích thước nhỏ và các siêu lưới tạm thời (QSLs) bao gồm các lớp xen kẽ của In2O3, Ga2O3 và ZnO được phát triển bằng cách quay đổ liên tiếp các tiền chất khác nhau trong không khí ở nhiệt độ thấp (180–200 °C). Các transistor QSL prototype tối ưu hóa cho thấy hiện tượng truyền tải như băng hẹp với độ di động electron khoảng gấp mười lần (25–45 cm2 V−1 s−1) so với các thiết bị oxit đơn (thường là 2–5 cm2 V−1 s−1). Dựa trên các phép đo truyền tải electron và điện dung-voltage phụ thuộc vào nhiệt độ, có thể cho rằng hiệu suất cải thiện là do sự hiện diện của các hệ thống điện tử tương tự như khí 2D hình thành tại các giao diện oxit được thiết kế cẩn thận. Khái niệm transistor QSL được đề xuất ở đây về nguyên tắc có thể mở rộng đến nhiều hệ vật liệu oxit khác và các phương pháp lắng đọng (phun tia, lắng đọng lớp nguyên tử, pyrolisis phun, lăn trên lăn, v.v.) và có thể được coi là một công nghệ cực kỳ hứa hẹn cho ứng dụng trong quang điện thế hệ tiếp theo như màn hình quang học siêu độ phân giải và vi điện tử diện tích lớn nơi mà hiệu suất cao là yêu cầu chính.

Từ khóa

#transistor màng mỏng #tính di động cao #dị thể oxit kim loại #siêu lưới #điện tử quang.

Tài liệu tham khảo

10.1126/science.1083212

10.1038/nature03090

10.1002/adma.200903761

10.1038/nature11434

10.1063/1.1788897

10.1109/TED.2004.841355

10.1109/55.784451

10.1109/TDMR.2008.923743

10.1109/LED.2003.809048

Davies J. H., 1998, The Physics of Low‐Dimensional Semiconductors: An Introduction

10.1109/PROC.1986.13556

10.1038/nature02308

10.1103/PhysRevLett.105.236802

10.1126/science.1131091

10.1002/admi.201300031

10.1038/nnano.2011.56

10.1063/1.2357588

10.1143/APEX.4.091101

10.1149/05008.0083ecst

10.1002/9780470710609

10.1002/adma.200903559

10.1039/c3cs35402d

10.1038/srep02737

10.1038/nmat2874

10.1063/1.2045558

10.1039/C1JM14452A

10.1002/adma.201103228

10.1016/j.tsf.2011.07.018

10.1021/cm4035837

10.1038/nmat2914

10.1002/adma.201301622

10.1039/c3tc31456a

10.1038/am.2013.11

10.1021/am5072139

10.1063/1.4894643

Hook J. R., 1991, Solid State Physics

10.1002/adfm.201403862

10.1002/pssb.19660150224

10.1016/0025-5408(68)90023-8

10.1103/PhysRevLett.33.827

10.1016/B978-0-08-051557-1.50009-3

10.1063/1.337534

10.1103/PhysRev.154.785

10.1021/jp951142w

10.1149/1.2945869

10.1016/j.matchemphys.2011.10.013

10.1038/nmat3011

10.1021/am402065k

10.1002/jsid.155

10.1002/adma.200902450

10.1103/PhysRevB.84.115205

10.1063/1.3683518

10.1063/1.4804434

10.1109/TED.2006.881054

10.1103/PhysRevLett.60.848

10.1063/1.359446

10.1109/JDT.2009.2022064

10.1109/JDT.2009.2034559

10.1016/0038-1101(94)90157-0

10.1063/1.369664

10.1063/1.120138

10.1002/adma.201003935

10.1021/cm303547a

10.1063/1.126461

10.1103/PhysRevB.75.153205

10.1103/PhysRevLett.100.167402

10.1103/PhysRevB.79.205211

10.1088/0034-4885/72/12/126501

Thông tin
Thông tin xuất bản

Advanced Science

Tập 2 Số 7

Thông tin tác giả