Новый формамидиниевый перовскит транзисторов N-типа обладает заметными свойствами мобильности

Всепоровский униполярный инвертор и 11-ступенчатый кольцо.A, оптическое изображение (слева) и увеличенное изображение (справа) униполярного инвертора.B, эквивалентная электронная цепь.C, D, характеристики переноса напряжения (C) и усиление напряжения | dvout/dvin |(D) инвертора TFT α-FAPBI3 Perovskite с различными VDD от 1 до 4 V. E, изображение оптической микроскопии интегрированных кольцевых осцилляторов (слева) и увеличенного изображения (справа) отдельного кольцевого генератора.f, частота колебаний как функция напряжения питания VDD of A-FAPBI3 кольцевого генератора.На вставке показано выходное напряжение генератора кольца T-FAPBI3 на частоте 78,5 кГц.Кредит: Природа Электроника (2024).Doi: 10.1038/s41928-024-01165-5

До настоящего времени в транзисторах P-типа сообщалось только об этих заметных мобильных способностях, поскольку каналы перовскита, основанные на олова, плохо подходят для развития транзисторов N-типа.Это препятствует разработке комплементарных логических цепей, которые потребуют как транзисторов P-типа, так и транзисторов N-типа, достигающих аналогичных выступлений.

Чтобы заполнить этот пробел в литературе, некоторые команды, таким образом, изучали потенциал других металлологых перовскитов для разработки тонкопленочных транзисторов N-типа, особенно свинцовых галогенидных перовскитов.Однако только перовскиты свинца демонстрируют ионные дефекты, которые значительно ограничивают результирующую электронную подвижность транзисторов примерно до 3–4 см2 В -1 с -1.

Исследователи из Национального центра научных исследований Демокритос, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Индийский технологический институт и другие институты по всему миру недавно представили новую стратегию для разработки более эффективных металлологейда в Перовските.Эта стратегия, изложенная в статье в области электроники природы, позволила им изготовить транзисторы N-типа с полевыми подвижными способностями до 33 см2 V-1 S-1, используя йодид свинца формамидиния (FAPBI3).

«Инженерная инженерия олово галогенидов Перовскиты привела к разработке транзисторов P-типа с полевыми мобильными средствами более 70 см2 V-1 S-1,-писали Равиндра Найк Букке, Ольга А. Сизганцева, и их коллеги написали в своей статье.Полем

«Тем не менее, из-за легирования фонового отверстия эти перовскиты не подходят для транзисторов N-типа. Амбиполярные галогениды свинца перовскиты являются потенциальными кандидатами, но их дефектная природа ограничивает подвижность электронов примерно до 3–4 см2 В -1, что их дефектная природа ограничивает мобильность электронов примерно до 3–4 см2 В-1, что их дефектная природа ограничивает электроны примерно до 3–4 см2 В-1, что их дефектная природа ограничивает мобильность электронов примерно до 3–4 см2 В-Сделает разработку логических цепей с полностьюперовым питанием, вызов, мы сообщаем о транзисторах йодида формамидиния в виде мобильного телевидения с мобильностью до 33 см2 В-1 S-1, измеряемых в режиме непрерывного смещения ».

Чтобы повысить производительность своих транзисторов N-типа, команда использовала добавку хлорида метиламмония (MACI).Эта добавка позволила им регулировать напряжение в FAPBI3, а также улучшать некоторые из его свойств.

«Это достигается за счет релаксации штамма перовскитной решетки с использованием добавки хлорида метиламмония, за которым следует подавление нижнего координированного свинца посредством мельдентата тетраметиламмония», - написали исследователи.«Наш подход стабилизирует альфа-фазу, уравновешивает деформацию и улучшает морфологию поверхности, кристалличность и ориентацию. Он также позволяет низкоразмерному перовските-диэлектрическим интерфейсам».

В начальных тестах транзисторы N-типа, разработанные командой, достигли высокообладающих результатов, включая хорошие электронные подвижности, незначительный гистерезис и высокая эксплуатационная стабильность, когда они находятся под отрицательным и положительным напряжением смещения.Исследователи уже использовали свои транзисторы для изготовления двух типов электронных компонентов, а именно об униполярных инверторах с униполяром и 11-ступенчатым кольцами.

В будущем их предлагаемая стратегия изготовления может открыть новые возможности для разработки высокопроизводительных и экономически эффективных интегрированных цепей, содержащих транзисторы с галогенидом металлов.Кроме того, их транзисторы n-типа могут быть вскоре протестированы дальше и интегрированы в другую электронику.

More information: Ravindra Naik Bukke et al, Strain relaxation and multidentate anchoring in n-type perovskite transistors and logic circuits, Nature Electronics (2024). DOI: 10.1038/s41928-024-01165-5