Dieléctricos de alumina procesados con soluciones de baja temperatura y ágiles a la frecuencia para electrónica...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería electrónica
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• Los dieléctricos de óxido metálico (MO) procesados a baja temperatura exhiben una capacitancia dependiente de la frecuencia, lo que lleva a un rendimiento inestable del transistor de película delgada (TFT).
• Esta inestabilidad dificulta el desarrollo de la electrónica MO avanzada de rollo a rollo y complica las comparaciones entre los diferentes métodos de procesamiento.

Objetivo del estudio:

• Para lograr una capacidad estable en películas dieléctricas de óxido de aluminio (AlO) procesadas a baja temperatura para mejorar el rendimiento de TFT.
• Investigar los efectos del dopaje de fluoruro en las propiedades dieléctricas y la estabilidad de las películas de AlO.

Principales métodos:

• Síntesis por combustión de películas dieléctricas de óxido de aluminio (AlO) con una incorporación variable de fluoruro (F).
• Caracterización de las propiedades de la película utilizando espectrometría de fotoelectrones de rayos X, espectrometría de masa de iones secundarios de tiempo de vuelo, microscopía electrónica de transmisión de sección transversal, resonancia magnética nuclear de estado sólido y espectroscopia de absorción UV-vis.
• Fabricación y ensayo eléctrico de TFT tipo n/inorgánicos y tipo p/orgánicos utilizando las películas dieléctricas desarrolladas.

Principales resultados:

• El dopaje óptimo de fluoruro (∼3.7 por ciento atómico F) dio lugar a películas de AlO con capacidad (166 ± 11 nF / cm 2) estable en un amplio rango de frecuencias (10 - 10 - 4 Hz).
• Las películas limpias de AlO mostraron una capacitancia significativamente menos estable, disminuyendo de 781 ± 85 nF / cm2 a 104 ± 4 nF / cm2 en el mismo rango de frecuencia.
• Los TFT que utilizan el dieléctrico AlO dopado con fluoruro exhibieron características eléctricas confiables con una histeresis mínima.

Conclusiones:

• El dopaje con fluoruro crea AlOF, reduciendo el contenido móvil de hidrógeno y suprimiendo los mecanismos de polarización de baja frecuencia.
• Esta estrategia de dopaje aniónico proporciona un método ampliamente aplicable para la realización de dieléctricos de óxido de metal de alto rendimiento procesados en solución.
• Los hallazgos apoyan el avance de la electrónica orgánica e inorgánica a través de materiales dieléctricos mejorados.