近日，我院單福凱教授課題組在微電子器件研究領(lǐng)域取得重要進展，其研究成果在國際材料領(lǐng)域頂級期刊Advanced Materials上刊發(fā)，論文鏈接http://doi.org/10.1002/adma.201701599。Advanced Materials是Wiley出版社旗下材料科學領(lǐng)域的國際頂尖期刊，在國際材料領(lǐng)域享譽盛名，最新影響因子19.79。該期刊以通訊文章接收發(fā)表材料領(lǐng)域相關(guān)的頂尖科研成果。這是我校首次在該期刊上以第一通訊單位發(fā)表高水平科研成果，標志著我校的微電子器件研究水平達到了一個新高度。
作為場效應(yīng)晶體管家族中的重要一員，以金屬氧化物為基的薄膜晶體管（Thin-Film Transistors，TFTs）成為近十年電子器件的研究熱點并且在液晶顯示器商業(yè)化應(yīng)用上取得了巨大的成功。隨著產(chǎn)業(yè)化發(fā)展對低成本技術(shù)的日益需求，采用化學溶液法（如凝膠旋涂、噴霧熱解、噴墨打印）制備金屬氧化物TFT已成為該領(lǐng)域的主流發(fā)展趨勢。具有高介電常數(shù)的薄膜電子材料和P型氧化物半導體一直是該研究領(lǐng)域的重心，同時也是低功耗顯示器、CMOS集成電路必不可少的組成部分。
該課題組利用價格低廉的溶膠旋涂技術(shù)和“燃燒合成（combustion）”工藝在低溫下（150℃）制備了P型Cu摻雜NiO半導體薄膜。Cu的摻入實現(xiàn)了NiO價帶結(jié)構(gòu)的雜化，有效提高空穴遷移率。基于ZrO2高k介電層的Cu:NiO TFT在2 V低壓下穩(wěn)定操作并展現(xiàn)良好的電學性能。該工作也首次實現(xiàn)了利用P型氧化物TFT驅(qū)動LED，對于低功耗、便攜、柔性電子器件的研發(fā)具有重要的意義。最近幾年，該課題組采用低成本溶膠凝膠旋涂技術(shù)在金屬氧化物TFT制備領(lǐng)域取得系列重要進展（ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6, 17364；Adv. Funct. Mater., 2015, 25, 2564；Adv. Funct. Mater., 2015, 25, 7180；Adv. Electron. Mater., 2016, 2, 1600140；Adv. Electron. Mater., 2017, 3, 1600513）。這次發(fā)表在Advanced Materials上的研究工作標志著該課題組在柔性電子領(lǐng)域開創(chuàng)并引領(lǐng)著新的科研方向。
該研究工作得到了國家自然科學基金委“高性能p溝道氧化物薄膜晶體管的制備及器件集成”（No.51672142）、“溶液法制備超薄高k介電層和InMZnO體系透明薄膜晶體管的關(guān)鍵問題研究”（No.51472130）和“全水溶液工藝的高k介電薄膜的低溫制備及TFT器件的集成”（No.51572135）專項資金的經(jīng)費支持。
