Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các đặc tính quang và điện của các lớp mỏng tinh thể nano ZnO được bị bị động hóa bằng Al2O3 được lắng đọng theo lớp nguyên tử
Tóm tắt
Mặc dù tinh thể nano (NC) bán dẫn keo là lựa chọn ưu tiên để sử dụng trong các thiết bị quang điện dựa trên dung dịch, nhưng số lượng lớn các khuyết tật bề mặt liên quan đến tỷ lệ diện tích bề mặt so với thể tích cao đã làm giảm hiệu suất tối ưu của các thiết bị dựa trên NC do sự giam giữ rộng rãi của các tải điện tự do có sẵn để vận chuyển điện. Ở đây, chúng tôi đã nghiên cứu một chiến lược đơn giản và hiệu quả để kiểm soát mức độ bị bị động hóa và nồng độ doping của các lớp film NC ZnO lắng đọng từ dung dịch thông qua việc lấp đầy bằng Al2O3 siêu mỏng bằng kỹ thuật lắng đọng lớp nguyên tử (ALD). Theo các phân tích quang phổ, vi cấu trúc và điện học khác nhau, việc xử lý ALD-Al2O3 đã giảm đáng kể số lượng trạng thái bẫy bề mặt với độ ổn định cao trong môi trường, đồng thời cung cấp các tải điện dư thừa có thể thông qua cơ chế doping từ xa. Do đó, các transistor hiệu ứng trường được xây dựng bằng các lớp film NC ZnO với xử lý ALD-Al2O3 cho một số chu kỳ tối ưu đã thể hiện khả năng vận chuyển điện được cải thiện đáng kể.
Từ khóa
#chất bán dẫn keo #tinh thể nano ZnO #xử lý ALD #bẫy bề mặt #transistor hiệu ứng trườngTài liệu tham khảo
S. Coe, W.-K. Woo, M. Bawendi, and V. Bulovic, Nature 420, 800 (2002).
J. M. Caruge, J. E. Halpert, V. Wood, V. Bulovic, and M. G. Bawendi, Nat. Photonics 2, 247 (2008).
O. E. Semonin, J. M. Luther, S. Choi, H.-Y. Chen, J. Gao, A. J. Nozik, and M. C. Beard, Science 334, 1530 (2011).
E. H. Sargent, Nat. Photonics 6, 133 (2012).
R. Y. Wang, J. P. Feser, J.-S. Lee, D. V. Talapin, R. Segalman, and A. Majumdar, Nano Lett. 8, 2283 (2008).
D. V. Talapin and C. B. Murray, Science 310, 86 (2005).
J.-S. Lee, M. V. Kovalenko, J. Huang, D. S. Chung, and D. V. Talapin, Nat. Nanotech. 6, 348 (2011).
J.-H. Choi, S. J. Oh, Y. Lai, D. K. Kim, T. Zhao, A. T. Fafarman, B. T. Diroll, C. B. Murray, and C. R. Kagan, ACS Nano 7, 8275 (2013).
A. P. Alivisatos, Science 933, 271 (1996).
M. G. Bawendi, M. L. Steigerwald, and L. E. Brus, Annu. Rev. Phys. Chem. 477, 41 (1990).
K. S. Leschkies, M. S. Kang, E. S. Aydil, and D. J. Norris, J. Phys. Chem. C 114, 9988 (2010).
D. Mocatta, G. Cohen, J. Schattner, O. Millo, E. Rabani, and U. Banin, Science 332, 77 (2011).
D. Yu, C. Wang, and P. Guyot-Sionnest, Science 300, 1277 (2003).
S. J. Oh, N. E. Berry, J.-H. Choi, E. A. Gaulding, H. Lin, T. Paik, B. T. Diroll, S. Muramoto, C. B. Murray, and C. R. Kagan, Nano Lett. 14, 1559 (2014).
J.-H. Choi, A. T. Fafarman, S. J. Oh, D.-K. Ko, D. K. Kim, B. T. Diroll, S. Muramoto, J. G. Gillen, C. B. Murray, and C. R. Kagan, Nano Lett. 12, 2631 (2012).
S. J. Oh, N. E. Berry, J.-H. Choi, E. A. Gaulding, T. Paik, S.-H. Hong, C. B. Murray, and C. R. Kagan, ACS Nano 7, 2413 (2013).
Y. Liu, J. Tolentino, M. Gibbs, R. Ihly, C. L. Perkins, Y. Liu, N. Crawford, J. C. Hemminger, and M. Law, Nano Lett. 13, 1578 (2013).
E. Thimsen, M. Johnson, X. Zhang, A. J. Wagner, K. A. Mkhoyan, U. R. Kortshagen, and E. S. Aydil, Nat. Commun. 5, 5822 (2014).
R. W. Johnson, A. Hultqvist, and S. F. Bent, Mater. Today 17, 236 (2014).
A. Wang, T. Chen, S, Lu, Z. Wu, Y. Li, H. Chen, and Y. Wang, Nanoscale Res. Lett. 10, 75 (2015).
C. Chen, H. He, Y. Lu, K. Wu, and Z. Ye, ACS Appl. Mater. Interfaces 5, 6354 (2013).
H. He, Q. Yang, C. Liu, L. Sun, and Z. Ye, J. Phys. Chem. C 115, 58 (2011).
X.-G. Han, H.-Z. He, Q. Kuang, X. Zhou, X.-H. Zhang, T. Xu, Z.-X. Xie, and L.-S. Zheng, J. Phys. Chem. C 113, 584 (2008).
X. Zhang, J. Qin, Y. Xue, P. Yu, B. Zhang, L. Wang, and R. Liu, Sci. Rep. 4, 4596 (2014).
Y. Wu, P. M. Hermkens, B. W. H. van de Loo, H. C. M. Knoops, S. E. Potts, M. A. Verheijen, F. Roozeboom, and W. M. M. Kessels, J. Appl. Phys. 114, 024308 (2013).
X. Qin, H. Dong, B. Brennan, A. Azacatl, J. Kim, and R. M. Wallace, Appl. Phys. Lett. 103, 221604 (2013).
A. Janotti and C. G. Van de Walle, Rep. Prog. Phys. 72, 126501 (2009).
O. L. Stroyuk, V. M. Dzhagan, V. V. Shvalagin, and S. Y. Kuchmiy, J. Phys. Chem. C 114, 220 (2010).
M. Ahmad, E. Ahmed, Y. Zhang, N. R. Khalid, J. Xu, M. Ullah, and Z. Hong, Curr. Appl. Phys. 13, 697 (2013).
S. Y. Bae, C. W. Na, J. H. Kang, and J. Park, J. Phys. Chem. B 109, 2526 (2005).
C. Wu, L. Shen, H. Yu, Q. Huang, and Y. C. Zhang, Mater. Res. Bull. 46, 1107 (2011).
D. Pradhan, S. K. Mohapatra, S. Tymen, M. Misra, and K. T. Leung, Mater. Express 1, 59 (2011).
K. Vanheusden, W. L. Warren, C. H. Seager, D. R. Tallant, J. A. Voigt, and B. E. Gnade, J. Appl. Phys. 79, 7983 (1996).
F. Khan, S.-H. Baek, N. Ahmad, G. H. Lee, T. H. Seo, E.-K. Suh, and J. H. Kim, Met. Mater. Int. 21, 561 (2015).
J. J. H. Gielis, B. Hoex, M. C. M. van de Sanden, and W. M. M. Kessels, J. Appl. Phys. 104, 073701 (2008).
L. Shi, Y. Xu, S. Hark, Y. Liu, S. Wang, L.-M. Peng, K. Wong, and Q. Li, Nano Lett. 7, 3559 (2007).
K. H. Tam, C. K. Cheung, Y. H. Leung, A. B. Djurisic, C. C. Ling, C. D. Beling, S. Fung, W. M. Kwok, D. L. Phillips, L. Ding, and W. K. Ge, J. Phys. Chem. B 110, 20865 (2006).
T. H. C. Son, L. K. Top, N. T. D. Tri, H. T. C. Nhan, L. Q. Vinh, B. T. Phan, S. S. Kim, and L. V. Hieu, Met. Mater. Int. 20, 337 (2014).
C. Wang, L. Yin, L. Zhang, D. Xiang, and R. Gao, Sensors 10, 2088 (2010).
J. W. Elam, Z. A. Sechrist, and S. M. George, Thin Solid Films 414, 43 (2002).
P. Banerjee, W.-J. Lee, K.-R. Bae, S. B. Lee, and G. W. Rubloff, J. Appl. Phys. 108, 043504 (2010).
S. J. Oh, D. K. Kim, and C. R. Kagan, ACS Nano 6, 4328 (2012).
C. H. Ahn, K. Senthil, H. K. Cho, and S. Y. Lee, Sci. Rep. 3, 2737 (2013).