报告题目：研制高性能薄膜晶体管

报 告 人：廖蕾  教授（武汉大学威廉希尔）

报告时间：2014年6月13日(星期五)，下午4:30

报告地点：威廉希尔六层学术报告厅（长安校区致知楼3623-3624）

主 持 人：屈世显 教授

报告人简介：

廖蕾 男，博士，武汉大学教授。2004年，获武汉大学物理科学与技术学院材料物理专业学士学位；2009年，获武汉大学物理科学与技术学院材料物理与化学专业博士学位。其间，2005年11月至2007年7月在中国科学院物理研究所联合培养，2007年10月至2009年1月赴新加坡南洋理工大学开展合作研究。2009年4月至2011年1月，在加州大学洛杉矶分校进行博士后工作，2011年7月份加入武汉大学威廉希尔，任职教授。作为第一作者和通讯作者在Nature、PNAS、Nano Lett.、Adv. Mater.、JACS、ACS Nano等杂志上发表SCI论文30余篇，被邀请在Mater. Sci. & Eng. R, Mater. Today, Nano Today撰写综述多篇。所有论文被他引用3000多次，H因子33。获得了2012年国家自然科学优秀青年基金，湖北省自然科学一等奖（排名第二），Scopus青年科学之星，教育部新世纪优秀人才。

报告摘要：

传统的薄膜晶体管一直是以低成本为主要特征的，而低迁移率限制了薄膜电子在更为高端层次上的应用。因此，实现低成本、高性能薄膜晶体管，将会大大拓宽薄膜电子的应用领域。寻找性能更加优良的半导体材料体系，并开发与之兼容的高速、稳定晶体管阵列成为当前薄膜晶体管发展的迫切需求之一。课题组主要针对高性能薄膜晶体管的一系列问题进行系统深入的研究，重点研究二维材料晶体管中栅介质材料的界面问题，金属氧化物/一维纳米结构复合薄膜器件潜力探索以及氧化锌薄膜器件的稳定性等问题。

1.利用溶胶凝胶法制备高性能非晶氧化铟锌/单壁碳纳米管复合薄膜。得到了高达140 cm²/V·s的场效应迁移率，开关比约为10⁷的的薄膜晶体管。同时高机械性能的单壁碳纳米管使得复合薄膜的机械柔韧性也得到了大幅度的提升。通过调节薄膜的组分，控制薄膜晶体管的开启电压，保持器件迁移率在～130 cm²/Vs左右，在工作电压1伏的情况下，延迟时间可以达到2.2纳秒。另外，我们也研究了基于非晶氧化物/纳米线复合薄膜晶体管的光电器件，获得了高透明度的多色可见光探测器件阵列。

2.研究基于二维硫化钼的薄膜晶体管。由于硫化钼材料表面缺乏悬挂键，很难用原子层沉积法获得高质量的介电材料。我们利用不同超薄金属薄膜作为缓冲层，在低温下在硫化钼表面沉积高质量的氧化铪介电薄膜，研制出高电流密度和高迁移率的顶栅硫化钼晶体管。并且利用这种顶栅晶体管组装出高增益的反相器。

3.对传统的氧化锌薄膜晶体管进行可控掺杂和钝化，获得迁移率达到 30 cm²/Vs，回滞小于1 V，高器件稳定性的氧化锌薄膜晶体管。

参考文献：

1. L.Xu, Z. Li, X. Q. Liu, J. L. Wang, X. H. Xiao, C. Z. Jiang, Y. L. Liu, W. Chen, J. C. Li, L. Liao*, IEEE Electron Devices Letters (In press) 

2.X. Q. Liu, L. Jiang, X. M. Zou, X. H. Xiao, S. S. Guo, C. Z. Jiang, X. Liu, Z. Y. Fan, W. D. Hu, X. S. Chen, Adv. Mater. 26, 2919, (2014)

3.X. Q. Liu, C. L. Wang, X. H. Xiao, J. L. Wang, S. S. Guo, C. Z. Jiang, W. J. Yu, W. D. Hu, J. C. Li, L. Liao*, Appl. Phys. Lett. 103, 223108, (2013)

4.C. L. Wang, X. F. Duan*, L. Liao*, Nano Today 8, 514, (2013)

5.X. Q. Liu, C. L. Wang, B. Cai, X. H. Xiao, S. S. Guo, Z. Y. Fan*, J. C. Li, X. F. Duan, L. Liao*, Nano Lett.12, 3596, (2012).

欢迎广大师生参加！

威廉希尔

2014年6月11日