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高性能钙钛矿晶体管,具有较高的稳定性
2022/5/25

机器人吸尘器经常会被特别高的障碍物绊倒。电流流过的晶体管中存在类似的阈值电压。只要电压超过阈值电压,晶体管的输出阻抗就会急剧降低,电流容易流动,从而提高其性能。

最近,由 Yong-Young Noh 教授和博士领导的 POSTECH 研究团队。候选人 Huihui Zhu 和 Ao Liu(化学工程系)与 Samsung Display 合作开发了阈值电压为 0 V 的 p 沟道钙钛矿薄膜晶体管(TFT)。

尽管金属卤化物钙钛矿在各种光电子学中得到了发展,但由于离子迁移和大的有机间隔物隔离,采用最先进的钙钛矿通道的高性能晶体管的进展受到限制

在这项研究中,研究团队通过混合卤化物阴离子构建了甲基铵-锡-碘(MASnI 3)半导体层,以提高晶体管的稳定性。使用这种半导体层制成的器件表现出高性能和优异的稳定性,没有滞后现象。

在实验中,TFT实现了20cm 2 V -1 s -1的高空穴迁移率和1000万的开/关电流比,并且还达到了0 V的阈值电压。阈值电压为0的P沟道钙钛矿晶体管V是世界上第一个这样的案例。通过将材料制成溶液,研究人员还可以打印晶体管,从而降低其制造成本。

使用卤化物阴离子工程分析 MASnI 3薄膜 (a) TFT 表面图像 (b) X 射线衍射分析 (c) Cl 2p X 射线衍射分析 (d) 霍尔迁移率和空穴浓度。每种类型平均 5 个 TFT。

通过这项研究,研究证明了降低钙钛矿TFT性能的滞后的主要原因是少数载流子俘获,而不是离子迁移。通过降低阈值电压,电子和空穴的运动不受干扰,使电流顺畅流动。

此外,研究团队成功地将钙钛矿TFT与商业化的TFT集成在一个芯片上,通过电路印刷的方法构建了高增益互补逆变器。

这项研究作为一种适用于OLED显示驱动电路、垂直堆叠器件的P沟道晶体管和用于人工智能计算的神经形态计算的技术,引起了学术界的关注。


来源:贤集网

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