有机薄膜场效应晶体管

从有机薄膜场效应晶体管的结构，原理以及用作场效应管的有机材料种类等几个方面对这种新型的电子器件作了扼要的论述。     

溶胶-凝胶-蒸镀法制备高性能FTO薄膜

以SnCl_4·5H_2O为锡源,SnF_2为氟源,采用溶胶-凝胶-蒸镀法制备F掺杂的SnO_2透明导电氧化物薄膜(FTO薄膜).通过正交实验研究确定最佳反应温度、反应时间和蒸镀温度等制备条件.主要研究元素F的掺杂和膜的结构对FTO薄膜性能的影响,并采用傅里叶变换红外光谱仪、热重-差热分析、X射线衍射、高分辨透射电子显微镜和扫描电子显微镜等进行样品的性能表征.研究结果表明,当反应温度50?C、反应时间5 h、烧结(蒸镀)温度600?C、镀膜次数1次、而F/Sn=14 mol%时,FTO薄膜性能指数ΦTC最大,综合光电性能最优,表面电阻为14.7?·cm-1,平均透光率为74.4%.FTO薄膜内颗粒的平均粒径为20 nm,呈四方金红石型结构,F的掺入替代了部分的O,形成了SnO_(2-x)F_x晶体结构.F的掺杂量是影响FTO薄膜的主要因素,F过多或过少均不利于SnO_(2-x)F_x晶体的生长;FTO薄膜的结构、颗粒形状、大小等三维信息也是影响薄膜性能的因素,主要表现为分形维数越小,薄膜表面越平整,势垒越低,导电性能越好.     

并五苯场效应发光管机理分析与场效应管制作

采用并五苯材料，通过物理气相沉积，生长出无依托的晶体薄膜，厚度在微米量级，长度是毫米量级。长度和厚度的比大约为1000。为了使晶片有个依托，以聚酰亚胺作为粘合剂，把并五苯晶体薄膜平铺粘在玻璃衬底上。在显微镜下观测，有机薄膜平整、无裂痕，符合制备器件的要求。然后，制备出有机场效应管。并对有机场效应管I-V特性和发光机理进行了分析探讨。     

强磁场对真空蒸镀制取Te薄膜的影响

采用强磁场下物理气相沉积方法,在单晶硅、玻璃板和聚乙烯（PET）基片上真空蒸发制取Te膜.结果显示在三种不同的基片上生长Te膜时,4 T强磁场能够加快Te膜的形核长大,增大Te膜的颗粒尺度,使晶粒〈011〉方向取向性增强. 关键词： 真空蒸镀 强磁场 晶面取向 Te薄膜     

Ta_2O_5薄膜的低能离子辅助蒸镀

用低能氧离子辅助蒸镀技术,制备了一系列Ta_2O_5薄膜.观测了薄膜的微结构,测量了薄膜的光吸收和光散射.实验指出,离子束轰击和基片加热同时进行,能够制得透明而匀均的Ta_2O_5薄膜.     

电解有机溶液法制备CNx薄膜

在６０℃和常压下，电解甲醇和脲的混合溶液在硅基片上沉积ＣＮｘ薄膜．傅里叶红外和Ｒａｍａｎ测试表明，所得薄膜是非晶态的，碳和氮主要是以Ｃ—Ｎ，Ｃ—Ｃ，ＣＣ和ＣＮ的形式成键，有少量的碳和氮以ＣＮ的形式成键．Ｘ射线光电子能谱测试表明，氮是以ＳＰ２和ＳＰ３杂化形式与碳化学成键来成膜的．测试结果表明通过液相沉积法所得ＣＮｘ薄膜与汽相沉积法所得ＣＮｘ薄膜的结构比较接近     

对以并五苯和酞菁铜为不同有源层的有机薄膜晶体管特性研究

通过扫描电镜和X射线衍射对SiO₂衬底上生长并五苯和酞菁铜薄膜的表面形貌进行表征,并得到在SiO₂衬底上生长的并五苯薄膜是以岛状结构生长,其大小约为100nm,且薄膜有较好的结晶取向,呈多晶态存在. 酞菁铜薄膜则没有表现出明显的生长机理,其呈非晶态存在. 还对通过掩膜的方法制作得以酞菁铜和并五苯为有源层的顶栅极有机薄膜晶体管的特性进行了研究. 有源层的厚度为40nm,绝缘层SiO₂的厚度为250nm,器件的沟道宽长比(W/关键词： 有机薄膜晶体管 并五苯薄膜 酞菁铜薄膜 μ_EF)')" href="#">场效应迁移率(μ_EF)     

基于酞菁铜的有机光敏场效应管

制备了基于酞菁铜(CuPc)的有机光敏场效应晶体管,对器件的光敏特性进行了研究。实验结果表明,基于金源漏电极的器件,在波长655 nm,光强100 mW/cm²的光照下,明/暗电流比约为0.4,光响应度约为2.55 mA/W;而铝为源漏电极的器件,可以获得高达10⁴的明/暗电流比,但光响应度降低为0.39 mA/W。     

柔性低温多晶硅薄膜晶体管的弯曲稳定性

研究了以聚酰亚胺为基板的p型低温多晶硅薄膜晶体管在不同弯曲半径下的偏压稳定性。当曲率半径从15 mm变到3 mm时,在拉伸弯曲状态下,阈值电压和平坦时保持一致(Vth=-1.34 V),迁移率μsat从45.65 cm~2/(V·s)降到45.17 cm~2/(V·s),开关比增大;在压缩弯曲状态下,转移特性曲线和平坦状态保持了非常好的一致性。在最小弯曲半径为3 mm时,进行了正负偏压稳定性测试,结果表明,器件依然具有很好的稳定性。     

Conductance Oscillations in Spin Field-Effect Transistors

Ballistic spin transport in spin field-effect transistors is studied by taking into account the Rashba spinorbit coupling, interracial scattering, and band mismatch. It is shown that the spin conductance oscillation with the semiconductor channel length is a superimposition of the Rashba spin precession and spin interference oscillations. They have different oscillation periods π/κR and π/κ with κR the Rashba wavevector and κ the Fermi wavevector of the semiconductor channel, and play different parts of slow and rapid oscillations, depending upon the relative magnitude of π/κR and π/κ. Only at κ = κR does the spin conductance exhibit oscillations of a single period. Two types of different behaviors of the tunnelling magnetoresistance are discussed.     

Conductance Oscillations in Spin Field-Effect Transistors

Ballistic spin transport in spin field-effect transistors is studied by taking into account the Rashba spinorbit coupling, interfacial scattering, and band mismatch. It is shown that the spin conductance oscillation with the semiconductor channel length is a superimposition of the Rashba spin precession and spin interference oscillations. They have different oscillation periods π/kR and π/k with kR the Rashba wavevector and k the Fermi wavevector of the semiconductor channel, and play different parts of slow and rapid oscillations, depending upon the relative magnitude of π/kR and π/k. Only at k = kR does the spin conductance exhibit oscillations of a single period. Two types of different behaviors of the tunnelling magnetoresistance are discussed.     

使用铜源漏电极的非晶氧化铟锌薄膜晶体管的研究

为了实现氧化物薄膜晶体管(TFT)的低电阻布线,采用Cu作为氧化物TFT的源漏电极。通过优化成膜工艺制备了电阻率低至2.0μΩ·cm的Cu膜,分析了Cu膜的晶体结构、粘附性及其与a-IZO薄膜的界面,制备了以a-IZO为有源层和Cu膜的粘附层的TFT器件。结果表明:所制备的Cu膜呈多晶结构;引入a-IZO粘附层增强了Cu膜与衬底的粘附性;同时,Cu在a-IZO中的扩散得到了抑制。所制备的TFT的迁移率、亚阈值摆幅和阈值电压分别为12.9 cm2/(V·s)、0.28 V/dec和-0.6 V。     

室温下溅射法制备高迁移率氧化锌薄膜晶体管

为降低氧化锌薄膜晶体管(ZnO TFT)的工作电压,提高迁移率,采用磁控溅射法在氧化铟锡(ITO)导电玻璃基底上室温下依次沉积NbLaO栅介质层和ZnO半导体有源层,制备出ZnO TFT,对器件的电特性进行了表征。该ZnO TFT呈现出优异的器件性能:当栅电压为5 V、漏源电压为10 V时,器件的饱和漏电流高达2.2 m A;有效场效应饱和迁移率高达107 cm~2/(V·s),是目前所报道的室温下溅射法制备ZnO TFT的最高值,亚阈值摆幅为0.28 V/decade,开关电流比大于107。利用原子力显微镜(AFM)对NbLaO和ZnO薄膜的表面形貌进行了分析,分析了器件的低频噪声特性,对器件呈现高迁移率、低亚阈值摆幅以及迟滞现象的机理进行了讨论。     

Field-effect transistors based on two-dimensional materials for logic applications

Field-effect transistors （FETs） for logic applications, graphene and MoS2, are discussed. These materials have based on two representative two-dimensional （2D） materials, drastically different properties and require different consider- ations. The unique band structure of graphene necessitates engineering of the Dirac point, including the opening of the bandgap, the doping and the interface, before the graphene can be used in logic applications. On the other hand, MoS2 is a semiconductor, and its electron transport depends heavily on the surface properties, the number of layers, and the carrier density. Finally, we discuss the prospects for the future developments in 2D material transistors.     

衬底加热和电极修饰对提高有机场效应晶体管性能的影响

通过衬底加热和氧化钼(MoO3)修饰源漏极制备了并五苯有机场效应晶体管.研究了衬底温度和电极修饰层厚度对器件性能的影响.实验结果表明:当衬底温度为60℃、MoO3修饰层为10 nm时,器件性能获得了显著增强,场效应迁移率由原来的3.39×10-3 cm2/(V·s)提高到2.25 ×10-1 cm2/(V·s),阈值电压由12 V降低到3V.器件性能的改善归因于:衬底加热可以优化有源层形貌,改善载流子传输;而MoO3修饰层显著降低了电极与有源层之间的接触势垒,提高了载流子的注入.因此,衬底加热与电极修饰对于制备高性能有机场效应晶体管是不可或缺的优化手段.     

超薄EuF3电极修饰层对有机场效应晶体管性能的提升

采用EuF₃薄层修饰低功函数金属Ag源、漏电极,制备了CuPc有机场效应晶体管,研究了不同厚度EuF₃对器件性能的影响。结果表明,EuF₃的厚度由0 nm增至0.6 nm时,接触电阻由23.65×10⁵ Ω·cm减 至3.86×10⁵ Ω·cm,使得器件载流子迁移率由1.5×10^-3 cm²·V^-1·s^-1提高到4.65×10^-3 cm²·V^-1·s^-1。 UPS测试结果表明,薄层EuF₃在Ag与有机半导体间形成了界面偶极势垒,使源漏电极表面功函数增大,空穴注入势垒降低,Ag电极与有机半导体层界面的接触电阻减小,进而提升了空穴的注入效率。