环境可加工的高容量 hafnia-有机自组装的纳米电解电
Ken Everaerts1, Jonathan D Emery, Deep Jariwala
1Department of Chemistry, Northwestern University, Evanston, Illinois 60208, USA.
Journal of the American Chemical Society
|May 22, 2013
概括
研究人员开发了一种用于灵活电子的新型氧化有机自组装纳米电流 (Hf-SAND). 这种材料实现了创纪录的电容和低泄漏,使高性能薄膜晶体管成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 有机-无机混合材料 有机-无机混合材料
背景情况:
- 低成本,灵活,薄膜晶体管电路的进步需要高性能门介电.
- 现有的介电材料经常面临容量,泄漏或灵活应用的加工条件的限制.
研究的目的:
- 开发一种新的环境和溶液处理,低泄漏,高容量门介电材料.
- 为了研究材料在薄膜晶体管应用中的性能.
主要方法:
- 从溶液中制造有机氧化自组装纳米电流 (Hf-SAND) 多层.
- 使用原子力显微镜 (AFM),X射线光电子光谱 (XPS),X射线反射率,X射线光和横截面传输电子显微镜 (TEM) 的表征.
- 在单壁碳纳米管晶体管中对Hf-SAND进行电气测试.
主要成果:
- 达到最大电容 (1.1μF/cm2) 的溶液处理混合介电,有效氧化物厚度低至3.1纳米.
- 证明极其低的门泄漏率 (<10−7 A/cm2 在±2 MV/cm).
- 使用Hf-SAND制造的晶体管在启动状态下表现出创纪录的转导率 (5.5 mS),高开关比 (~105),以及急剧的下值波动 (150 mV/dec).
结论:
- Hf-SAND代表了混合有机-无机介电材料在非传统电子产品中的重大进步.
- 该材料的性能与设备的后处理兼容,包括高温回火.
- 开发的纳米电介质为下一代灵活和低成本电子设备提供了一个有前途的途径.
