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西安交大在双极型有机场效应晶体管研究中取得新进展

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新材料科讯 2021-07-23 15:31

双极型场效应晶体管同时允许电子和空穴传输,可以在不同的状态 (n型和p型)下工作,对于简化电路的制造和赋予电路多功能性具有重要意义。然而,本征的双极型晶体管很难完全关闭,因为栅电极不能同时耗尽整个传输沟道上的电子和空穴,导致较小的开关比,这阻碍了实际应用。

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近日,西安交通大学前沿院鲁广昊教授课题组和材料学院、化学学院,以及天津大学、中山大学的研究团队合作提出了一种利用不均匀补偿电场调控基于绝缘异质结的双极型场效应晶体管中电荷累积和传输的方法,使开关比提升了三个数量级,并且不损害器件的双极传输特性这种不均匀补偿电场通过绝缘异质结不均匀带电来实现。在实验中,这些电荷通过源极和漏极预先注入,并相对稳定地存储在绝缘体中,形成驻极体,持久地调控器件性能。由于驻极体电荷的注入和擦除是可逆的,而且数量和分布可调控,所以器件有多种工作状态,并且不同状态间可以动态可逆地切换。这赋予了器件多样化的特性和多功能性,有利于双极型晶体管在逻辑电路中的应用,并且在一些新兴概念的电子器件和电路(如可重构器件、多值存储器和类脑神经形态器件)中有应用潜力。

利用补偿电势提升双极型晶体管开关比的机理示意图和数值计算结果

相关研究成果以“Reconfigurable Multifunctional Ambipolar Polymer-Blend Transistors with Improved Switching-Off Capability”为题发表在材料领域国际权威期刊Advanced Functional Materials(影响因子:18.8)上。西安交通大学前沿院鲁广昊教授课题组博士生魏鹏和材料学院张伟教授课题组博士生王旭东为论文共同第一作者,鲁广昊教授为通讯作者,张伟教授、西安交大化学学院卜腊菊教授及其课题组硕士生李翔龙、天津大学材料学院耿延候教授和邓云峰副教授、中山大学材料学院张鹏副教授等对这项研究作出了重要贡献。

来源:西安交大

论文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202103369

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