高产、扩大规模生产的无费米面钉扎有机薄膜晶体管阵列与印刷的范德华接触
摘要：在热蒸发接触电极制备的具有范德华层状半导体（有机或二维）的薄膜晶体管（TFT）中，费米能级固定（FLP）效应得到了广泛观察。通过消除由于金属沉积引起的化学杂质和晶体缺陷，大量研究已经用于形成无FLP的界面态。然而，高产、大规模和低成本集成TFT设备仍然存在技术和主要挑战。在这里，我们开发了一种通用的放大策略，通过使用由MXene复合电极和2,7-二辛基[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并噻吩（C8BTBT）组成的印刷范德华接触，在大规模制备高性能的无FLP有机薄膜晶体管（OTFT）阵列。室温工艺允许物理堆叠结构而没有任何结构或化学损伤。OTFT阵列可以在大面积硅晶圆或塑料薄膜上印刷，产率为100％，显示出超高场效应迁移率（μ_FE）超过17.0平方厘米每伏每秒（cm2 V-1s-1），高达108以上的开关比，相对较低的接触电阻为3千欧米。通过凯尔文探针力显微镜（KPFM）结合理论模拟，揭示了高性能器件的基本机制。结果表明，印刷电极的功函数（W_F）可以在4.8-5.6电子伏之间调节，从而显著降低接触界面处的电荷注入势垒，具有理想的无FLP特性（界面因子达到0.99±0.02）。这项研究为实现大规模、高性能薄膜电子学提供了通用策略。
作者：Zhiyun Wu, Shuiren Liu, Juzhong Zhang, Hanyu Jia, Qingqing Sun, Xiaoguang Hu, Lingxian Meng, Xuying Liu
论文ID：2306.14092
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2023-06-27