Nano Research发表我校王凤云课题组在金属氧化物纳米纤维场效应晶体管方面的新进展

新闻网讯 近日，我校特聘教授王凤云课题组与香港城市大学何颂贤副教授课题组合作，利用廉价易行的静电纺丝法制备了形貌可控、大面积Mg掺杂In₂O₃纳米纤维薄膜FET，这一成果以“High-performance enhancement-mode thin-film transistors based on Mg-doped In₂O₃nanofiber networks”为题发表于Nano Research期刊，物理科学学院硕士研究生张洪超为第一作者，青岛大学为第一署名单位。

在众多一维金属氧化物中，In₂O₃因其优良的半导体性能已成为FET半导体层的热门候选材料，但是In₂O₃中载流子浓度过高，以其作为半导体层集成的FET虽然具有较高的工作电流，但是其关态电流较高，开启电压较负，导致器件在实际应用中具有较高的能耗，极大地限制了其实际应用。王凤云课题组通过调节In₂O₃纳米纤维中Mg的掺杂浓度，不仅可以成功地降低器件的关态电流，提高器件的开关比，而且将器件的工作方式由耗尽型转变为增强型。当In₂O₃纳米纤维中Mg的摩尔掺杂量为2%时（最佳掺杂比），所制备的器件其开关比高达10⁸，阈值电压为3.2V，迁移率为2.04cm²/(V∙s)，在有效提高器件性能的同时降低了器件的能耗。此外，结合溶液法制备的HfO_x高-k介电层有效地降低了器件的操作电压（由30 V降至2 V），进一步降低了器件的能耗。该工作对于构建大面积、低成本、低功耗、高性能FET具有重要的意义。

近几年该课题组在一维半导体纳米材料的可控制备及在光电子领域的应用开展了大量的研究工作，已发表多篇高档次学术论文（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）。