溶液法制备硫氰酸铜（CuSCN）中空穴陷阱态的起源及 I$_2$ 掺杂的缺陷修复
材料科学
2023-09-04 v1 应用物理
摘要
溶液法制备的硫氰酸铜（CuSCN）通常结晶度低且仅有短程有序；缺陷导致高密度的陷阱态，限制了器件性能。尽管 CuSCN 具有广泛的电子学应用，其缺陷性质尚未被详细研究。通过 X 射线吸收谱发现，由标准二乙硫基配方制备的原始 CuSCN 含有配位不足的 Cu 原子，表明存在 SCN 空位。我们通过在加工溶液中加入固态 I 引入缺陷钝化策略。在低浓度下，碘以 I 形式存在，可替代缺失的 SCN 配体，有效修复缺陷位点并恢复 Cu 周围的配位。将 I 掺杂的 CuSCN 用作薄膜晶体管中的 p 沟道表明，在 0.5 mol% 的最佳掺杂浓度下空穴迁移率提高了五倍以上。重要的是，由于 I 掺杂方法产生缺陷修复效应且避免了有害杂质态的产生，开/关电流比和亚阈值特性也得到改善。电容-电压特性分析证实，添加 I 后陷阱态密度降低。器件的接触电阻与偏压应力稳定性也得到改善。本工作展示了一种简单有效的改善 CuSCN 空穴传输性质的途径，可广泛应用于电子与光电子领域。
引用
@article{arxiv.2206.08040,
title = {Origin of Hole-Trapping States in Solution-Processed Copper(I) Thiocyanate (CuSCN) and Defect-Healing by I$_2$ Doping},
author = {Pimpisut Worakajit and Pinit Kidkhunthod and Saran Waiprasoet and Hideki Nakajima and Taweesak Sudyoadsuk and Vinich Promarak and Pichaya Pattanasattayavong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.08040},
year = {2023}
}