溶液埋蔵された有機-無機ハイブリッド多層ゲートダイエレクトリック. 薄膜トランジスタの設計,合成,マイクロ構造,および電気的特性
Young-geun Ha1, Jonathan D Emery, Michael J Bedzyk
1Department of Chemistry, Northwestern University, 2145 Sheridan Road, Evanston, Illinois 60208, USA.
Journal of the American Chemical Society
|May 26, 2011
まとめ
研究者らは,有機および無機材料を用いた新型,薄いジルコニア基の自己組み立てナノダイエレクトリック (Zr-SAND) フィルムを開発した. これらのフィルムは,優れた電気容量と絶縁性能を提供し,低電圧の効率的な薄膜トランジスタを可能にします.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
- 電気工学 電気工学とは
背景:
- 最先端の介電材料の開発は,次世代の電子機器にとって極めて重要です.
- 有機/無機ハイブリッドの多層膜は,異なる材料のクラスを組み合わせることでユニークな性質を提供します.
- 既存の介電ソリューションは,しばしば容量,絶縁,または製造スケーラビリティの制限に直面します.
研究 の 目的:
- 新しい有機/無機ハイブリッドの多層介電フィルムを合理的に合成し,特徴づけること.
- 電子アプリケーションのためのこれらの新しいフィルムの介電および電気的性質を調査する.
- これらの新しい介電層を利用した薄膜トランジスタ (TFT) の性能を評価する.
主な方法:
- ポラライズ可能なπ電子フォスフォニック酸の構成要素と超薄いZrO(2) 層を用いて,層ごとに自己組み立て.
- フィルム製造のための環境大気下での溶液処理.
- 薄膜の厚さ,ナノ構造,介電特性 (容量,漏れ電流),および熱安定性の特徴.
- 有機および無機半導体によるTFTの製造および試験.
主要な成果:
- 制御された厚さと大面積の均一性を有するジルコニアベースの自己組み立てナノダイエレクトリック (Zr-SAND) フィルム (5-12 nm 厚さ) を成功裏に製造しました.
- 極めて高い電気容量 (最大750 nF/cm2) と優れた絶縁性能 (漏れ電流密度10−7 A/cm2) を達成した.
- 有機 (ペンタセン,PDIF-CN) と無機 (Zn-Sn-O) の半導体で,低電圧 (<±4.0 V) で動作する,うまく機能するTFTが実証されています.
結論:
- Zr-SANDフィルムは,高性能介電材料の有望な新しいクラスを表しています.
- 簡単な溶液ベースの製造方法により,これらの高度なナノダイエレクトリックフィルムのスケーラブルな生産が可能になります.
- Zr-SANDフィルムの調節可能な表面化学は,自己組み立てモノレイヤーを通じて,TFTの半導体性能に影響を与え,デバイスの最適化のための道を開きます.
