具有创纪录操作稳定性的杂化有机-金属氧化物多层沟道晶体管
应用物理
2019-12-19 v1 材料科学
摘要
金属氧化物薄膜晶体管正迅速成为有机发光二极管显示器驱动背板中的普遍技术。目前所有商业产品均依赖通过物理气相沉积方法处理的金属氧化物。向更简单、更高通量的制造方法（如溶液法工艺）的过渡，正作为具有成本效益的替代方案被探索。然而，开发具有高载流子迁移率和偏压稳定操作的 printable 氧化物晶体管一直具有挑战性。本文展示由交替的超薄层（≤4 nm）组成的三氧化二铟、氧化锌纳米颗粒、臭氧处理聚苯乙烯和致密氧化锌层构成的杂化多层沟道，全部在环境气氛中溶液加工，可用于制造具有极高电子迁移率（50 cm/Vs）和创纪录操作稳定性的 TFT。结果表明，插入臭氧处理聚苯乙烯中间层可降低金属氧化物表面和异质界面处的电子陷阱浓度。所得晶体管在 24 小时连续操作及承受大电场通量密度（2.110 C/cm）时表现出显著增强的偏压稳定性，且对电子迁移率无不利影响。密度泛函理论计算确定此增强稳定性的起源为臭氧化苯乙烯基团与氧化物相互作用对氧空位相关隙态的钝化。我们的结果为抗偏压应力的金属氧化物晶体管设定了新的设计准则。
引用
@article{arxiv.1910.11013,
title = {Hybrid Organic-Metal Oxide Multilayer Channel Transistors with Record Operational Stability},
author = {Yen-Hung Lin and Wen Li and Hendrik Faber and Nikolaos A. Hastas and Dongyoon Khim and Qiang Zhang and Xixiang Zhang and Nikolaos Pliatsikas and Leonidas Tsetseris and Panos A. Patsalas and Donal D. C. Bradley and Wei Huang and Thomas D. Anthopoulos},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.11013},
year = {2019}
}