论文部分内容阅读
低压氧化物薄膜晶体管以其在智能卡、便携式移动设备、传感器及有源矩阵显示驱动阵列等诸多领域的潜在应用价值一直吸引着广大科研工作者。近些年来,开发新型的可溶性有机材料作为薄膜晶体管的栅介质引起了学者们的重大兴趣。应用于薄膜晶体管中的可溶性聚合物在由于其价廉,可大面积沉积,良好的成膜性,机械可弯曲性,以及良好的相容性而引起了广泛关注。然而,现有的有机薄膜晶体管存在着一个重大的缺憾,即它们的工作电压较大,往往超过了20V。为了减小工作电压,可溶性聚合物电解液和离子液因为其具有较大的电容而被用作栅介质。目前已经发现了很多具有大电容的可溶性有机栅介质材料,但已报道的低压有机栅介质数量仍然有限,开发应用于低压薄膜晶体管新型的具有大电容有机栅介质是非常必要的。研究中发现,壳聚糖被开发作为一种新型可溶性有机聚合物栅介质材料,与其它材料相比,壳聚糖具有廉价易得的特点。壳聚糖是线性β-1,4糖苷键聚合多糖,其由甲壳素部分脱乙酰基得到。壳聚糖作为聚合物固态电解液,在薄膜界面形成双电层电容器,使其具有很高的电容值,可达8.06μF/cm2,能够降低器件的工作电压并提高器件的输出电流。这篇文章描述了以壳聚糖为栅介质,在室温条件下制备两种不同沟道的薄膜晶体管器件,通过对薄膜性能和器件性能的测试来证明其实现低压薄膜晶体管的可行性。第一种为以壳聚糖为栅介质的铟锌氧化物(IZO)为沟道的薄膜晶体管,器件采用透明导电玻璃为衬底和公共的底栅。测试结果表明:工作电压为2V,场效应迁移率为1.24cm2V-1s-1,亚阈值摆幅为0.3V/dec,电流开关比约为106。第二种为同等条件下,通过一步法制备的以壳聚糖为栅介质的铟锡氧化物(ITO)为沟道的薄膜晶体管。测试结果表明:TFT的工作电压为1.5V,场效应迁移率为3.89cm2V-1s-1,亚阈值摆幅为0.23V/dec,电流开关比约为106。研究结果证明,以壳聚糖为栅介质的薄膜晶体管有望应用于大面积、柔性衬底、轻质廉价的低压低功耗电子器件。