锡钙钛矿晶体管登Nature:挥发性配位破解稳定性瓶颈
电子科大联合韩国浦项大学团队实现突破,产出钙钛矿晶体管领域首篇Nature正刊论文,解决锡钙钛矿器件长期存在的材料易氧化、稳定性差痛点,推动钙钛矿电子器件走向实用化。
卤化物钙钛矿具备高载流子迁移率、低温制备优势,是新一代薄膜、异质集成电子器件核心候选材料。但锡基钙钛矿表面裸露锡位点极易氧化,引发自发掺杂与器件快速衰减,极大限制晶体管产业化落地。
本次研究创新提出挥发性配位表面重构方案:引入醋酸根分子临时配位钝化表面活性锡位点,退火阶段完成配位分子挥发,自发重构出热力学稳定表面。区别于传统掺杂、钝化手段,该方法从表层化学平衡入手,同步优化缺陷密度与载流子传输特性。
实测器件性能大幅改善,电学指标保持优异,环境耐受能力显著提升:常温空气、100℃高温工况均可稳定工作,高温下连续运行时长超30天。研究厘清表面化学、缺陷与器件性能的内在机理,为亚稳态半导体稳定性调控开辟全新技术路线。
团队深耕新型半导体薄膜器件,近三年累计产出多篇Nature系列重磅成果,多项研究入选中国芯片科学十大进展,获得国家重点研发计划、自然科学基金、四川省科技专项等多方经费支持。
本次突破意义重大:一方面打通锡钙钛矿晶体管“高性能+高可靠”核心卡点,助力钙钛矿从光伏赛道延伸至逻辑晶体管、新型显示、异质集成芯片等电子领域;另一方面为其他易降解新型半导体材料提供通用稳定化处理思路,加速下一代柔性、低功耗电子器件研发进程。
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