基于高迁移率铟镓氧合金纳米线的高性能场效应管

NanoResearch2021-04-19 06:52:36

内容简介

近年来,由于具有极佳的电学和光电性能,同时在新型电子器件和探测器等方面中具有光明的应用前景,宽禁带氧化铟纳米线材料引起了研究人员的极大关注。然而通过相对低成本的常压化学气象沉积制成得到的氧化铟纳米线,由于受到非受控生长的影响,氧化铟纳米线在生长过程中极易形成大量氧空位同时形成各种不受控的形貌。大量的氧空位可以作为离子散射中心对载流子传输产生危害,同时非受控形貌对于基于纳米线的平行阵列器件的制备产生极大地负面影响。本研究发现,通过引入镓合金,金属前驱体的蒸发速度可以被有效控制,进而可以通过常压化学气象沉积法获得具有均一形貌和高迁移率的氧化铟镓合金纳米线。当镓的合金比例达到10%,基于单根该纳米线的场效应电子管具有最佳的电学性能,其迁移率最高可以达到750cm2V-1s-1 ,开关比达到近1×108。同时基于该成分纳米线的平行阵列场效应管,其最佳迁移率可以达到210cm2V-1s-1,同时开关比可以达到极佳的1×105。以上结果表明镓合金的引入不仅可以有效控制氧化铟纳米线在合成过程中产生的氧空位,同时通过有效的控制形貌,进而为纳米线的平行阵列技术的应用提供了极大的前景。为纳米线的可控生长提供了有效思路的同时为大规模商业应用提供了可能。


课题组简介

Johnny C. Ho 教授课题组研究方向为新型纳米材料和纳米技术在电子学、光电子学和能源方面的应用,主要包括:半导体纳米线、二维材料的可控合成及其在电子学、光电子学中的集成和应用; 纳米材料在电催化、光电催化和太阳能电池中的应用。在过去的几年中,研究小组已经在包括Nature CommunicationsAdvanced MaterialsACS NanoNano LetterNano Energy等期刊上发表多篇论文。


文章信息

Ziyao Zhou, Changyong Lan, SenPo Yip, Renjie Wei, Dapan Li, Lei Shu, Johnny C. Ho*. Towards high-mobility In2xGa2–2xO3 nanowire field-effect transistors. Nano Research

DOI 10.1007/s12274-018-2106-9

http://link.springer.com/article/10.1007/s12274-018-2106-9



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