...我校王鳳雲課題組在金屬氧化物納米纖維場效應電晶體方面的新進展

2021-01-09 青島大學新聞網

新聞網訊 近日，我校特聘教授王鳳雲課題組與香港城市大學何頌賢副教授課題組合作，利用廉價易行的靜電紡絲法製備了形貌可控、大面積Mg摻雜In2O3納米纖維薄膜FET，這一成果以「High-performance enhancement-mode thin-film transistors based on Mg-doped In2O3nanofiber networks」為題發表於Nano Research期刊，物理科學學院碩士研究生張洪超為第一作者，青島大學為第一署名單位。

在眾多一維金屬氧化物中，In2O3因其優良的半導體性能已成為FET半導體層的熱門候選材料，但是In2O3中載流子濃度過高，以其作為半導體層集成的FET雖然具有較高的工作電流，但是其關態電流較高，開啟電壓較負，導致器件在實際應用中具有較高的能耗，極大地限制了其實際應用。王鳳雲課題組通過調節In2O3納米纖維中Mg的摻雜濃度，不僅可以成功地降低器件的關態電流，提高器件的開關比，而且將器件的工作方式由耗盡型轉變為增強型。當In2O3納米纖維中Mg的摩爾摻雜量為2%時（最佳摻雜比），所製備的器件其開關比高達108，閾值電壓為3.2V，遷移率為2.04cm2/(V∙s)，在有效提高器件性能的同時降低了器件的能耗。此外，結合溶液法製備的HfOx高-k介電層有效地降低了器件的操作電壓（由30 V降至2 V），進一步降低了器件的能耗。該工作對於構建大面積、低成本、低功耗、高性能FET具有重要的意義。

近幾年該課題組在一維半導體納米材料的可控制備及在光電子領域的應用開展了大量的研究工作，已發表多篇高檔次學術論文（Adv. Mater. Inter., 2017, 4, 700260; J. Mater.Chem. C, 2017, 5, 4393;ACS Nano, 2016, 10, 6283;Scientific Reports, 2016, 6, 32910; Adv. Mater., 2013, 25, 4445）。

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