日前，西北工业大学柔性电子研究院（IFE）、柔性电子材料与器件工业和信息化部重点实验室黄维院士团队与帝国理工学院、阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）Thomas Anthopoulos教授合作，在有机-金属氧化物薄膜晶体管研究领域取得重要进展。

薄膜晶体管是有源显示驱动背板的核心器件，显示技术的快速发展对高性能薄膜晶体管提出越来越高的要求。金属氧化物薄膜晶体管由于具有迁移率高、透光性好、成本低、可低温制备等优点，被视为未来显示领域重要的晶体管技术之一。传统的金属氧化物薄膜晶体管的制备主要依赖于昂贵的物理气相沉积技术，与之相比，溶液法制备金属氧化物薄膜晶体管不仅工艺简单、可实现大面积制备，并且与柔性衬底相兼容，因而备受学术界和产业界的关注。近年来，在研究者们的不断努力探索下，溶液法制备金属氧化物薄膜晶体管的性能得到迅速提高，迁移率已接近多晶硅器件。然而，由于溶液法制备金属氧化物的非化学计量性质而导致的电荷俘获现象，使得器件存在工作稳定性差的问题，是其实现实际应用所面临的技术瓶颈。

针对这一科学难题，近日，西北工业大学柔性电子研究院（IFE）、柔性电子材料与器件工业和信息化部重点实验室黄维院士团队与帝国理工学院、阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）Thomas Anthopoulos教授团队合作，报道了一种有机-金属氧化物混合薄膜晶体管，其沟道由溶液法制备的In₂O₃，ZnO纳米粒子，聚合物聚苯乙烯（PS）和ZnO多层超薄薄膜（< 4 nm）组成。经臭氧处理后的PS薄膜有效地钝化了金属氧化物表面和异质结界面处的电子陷阱，同时，异质结能量势阱引起的电子累积在导电沟道中形成了准二维电子气（q2DEG）。因此，该有机-金属氧化物混合薄膜晶体管不仅实现了超过50 cm² V^-1s^-1的电子迁移率，并且在承受超过24小时连续高电场（2.1×10^-6 C cm^-2）偏压后仍表现出超高的工作稳定性，是目前已报道的最稳定的金属氧化物薄膜晶体管。该研究成果为解决当前溶液法制备金属氧化物薄膜晶体管的工作稳定性问题提供了新的思路，并有助于进一步推动薄膜晶体管在显示领域的应用。

相关成果以题为“Hybrid organic-metal oxide multilayer channel transistors with high operational stability”发表在Nature Electronics《自然·电子学》。

文章链接: https://www.nature.com/articles/s41928-019-0342-y