我院张敏师长教员课题组在全柔性晶体管研究中取得重要停顿

2019-09-06 08:50:58

    柔性晶体管作为柔性电子的核心器件,在柔性显示、可穿着设备、机械人人机界面等范畴具有非常诱人的应用前景。全柔性晶体管的完成请求构成器件的各层材料均同时具有优胜的电学特点、机械柔韧性和界面特点。低维(包含二维到零维)材料在这些方面具有独特的优势。但是,体系地集成低维材料来制备高集成度的全柔性电子器件却极具挑衅性。大年夜多半低维材料具有必定的构造同质化,在相互堆叠的情况下难以采取传统的选择性刻蚀办法完成图形化,使得传统的集成工艺不克不及完全实用于柔性晶体管及柔性电路集成。


    近期,我院张敏副传讲课题组提出了一种光刻帮助图形化抽滤(Photolithography Incorporated Filtration, PIF)的设计和工艺办法来处理低维柔性材料集成的成绩,并采取该办法完成了全柔性全碳薄膜晶体管。该研究应用半导体碳纳米管作为有源沟道,金属碳纳米管作为源漏栅电极,氧化石墨烯(GO)作为介电层,以聚对苯二甲酸乙二酯滤膜为基底,经过过程四步PIF工艺,在室温条件下取得电特点、柔韧性、透明性兼备的高性能全柔性薄膜晶体管阵列。其任务电压低至-1 V,亚阈值摆幅低至170 mV/dec,场效应迁徙率高达105 cm2/Vs。该器件在1 mm的超小曲率半径下弯折2000次,性能整体保持稳定。器件全体(包含衬底)表示出76%的光透射率。假设去除衬底影响,晶体管本身具有94%的光透射率和小于100 nm的超薄厚度。该器件同时满足了柔性电子对高驱动才能、低任务电压、超轻、超薄、超柔、高透明的请求。另外,所提出的光刻帮助图形化抽滤为高温集成工艺平台,为将来高性能柔性可拉伸电子器件和应用集成的生长供给了可行的处理筹划。

    该成果以“Ultralow Voltage All Carbon Low Dimensional Material Flexible Transistors Integrated by Room Temperature Photolithography Incorporated Filtration” 为题于2019年8月被范畴内重要期刊 Nanoscale 选为封面文章刊出。该任务由我院张敏副传授指导,2016级硕士生杜春晖为第一作者,2018级硕士生黄秋月为协作作者,我院张盛东传授和喷鼻港理工大年夜学柴扬副传授在该任务的完成中赐与了协作支撑。上述研究取得了深圳市科技创新委员会基本研究项目和国度天然迷信基金项目标支撑。


文章链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/NR/C9NR02511A

封面链接:https://pubs.rsc.org/en/journals/journalissues/nr#!issueid=nr011032&type=current&issnprint=2040-3364

供稿人:张敏副传讲课题组