基于溶液法工艺的柔性透明双电层氧化物晶体管研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61404176
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0403.半导体光电子器件与集成
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Wideband oxide-based channel thin film transistors (TFTs) have attracted much attention for the applications of active-matrix displays and portable transparent electronics due to their high transparency, low-temperature process, and large mobilities. However, the usual approach for oxide deposition need the expensive vacuum-based equipments, and the traditional gate dielectric has weak control ability for the drain current, which results in a large operating voltage(>20V). Here, by using low-temperature solution-processed oxide as semiconductor and using electric-double-layer dielectric as gate insulator, we can construct low-temperature-processed(<200 oC)flexible transparent low-voltage(<2V) oxide thin-film transistors. Based on these devices, we can further develop dual-gate,vertical-channel, oxide-based two-dimensional-electronic-gas device structures to improve the transistor performance. Characterization methods like semiconductor parameter analyzer, scanning electron microscopy(SEM), transmission electron microscope(TEM), atomic force microscope (AFM) and X-ray diffraction(XRD) will be used to determine the device electrical performance and structure parameters of thin film, which can help us to further investigate the carrier-transport physics insights. It is of great importance to clarify relations between the device process and the key parameters such as carrier mobilities, subthreshold swing, on-to-off ratio, and channel/dielectric interface properties.
宽带隙氧化物薄膜晶体管由于其沟道材料具有可见光透明、低温成膜、高电子迁移率等优点,在有源矩阵显示、便携式透明电子器件等领域具有广阔的应用前景。但通常的氧化物制备需要真空溅射设备,工艺成本较高,传统的栅介质对电流的调控能力也较差,工作电压很大(>20V)。本申请项目拟采用低温溶液法工艺来制备氧化物半导体,利用双电层栅介质作为器件的栅绝缘层,制备出基于低温溶液法工艺(<200 oC)的柔性透明低电压(<2V)氧化物晶体管,达到降低工艺成本同时提高器件性能的目的。在此基础上,采用双栅、垂直沟道、氧化物二维电子气等独特的器件结构来进一步优化器件性能,并结合半导体参数分析仪和SEM、TEM、AFM、XRD等器件测试手段来研究器件的电学参数和薄膜结构特性,深入研究这类器件工作的载流子电学输运机制。探索器件的载流子迁移率、亚阈值斜率、电流开关比、栅介质/沟道界面特性等关键参数与器件工艺之间的内在关系。

结项摘要

宽带隙氧化物薄膜晶体管由于其沟道材料具有可见光透明、低温成膜、高电子迁移率等优点,在有源矩阵显示、便携式透明电子器件等领域具有广阔的应用前景。但通常的氧化物晶体管制备需要真空溅射设备,透明氧化物里面还有稀有金属(比如铟),工艺成本较高,传统的栅介质对电流的调控能力也较差,工作电压很大(>20V)。本项目中,我们基于低温溶液法工艺成功开发了几种双电层离子液聚合物栅介质(PVA、海藻酸钠、壳聚糖等),研制成功了共平面栅,双栅,垂直沟道等器件结构的低电压透明氧化物晶体管(工作电压小于2V、电流开关比大于10^4)。并成功开发了低成本的透明导电氧化物(Al-Zn-O)来取代传统的含铟透明氧化物ITO。利用半导体参数分析仪进一步详细表征和研究了器件的电学性能和内在的物理机制。此研究的成功开展为透明氧化物晶体管在新型的便携式透明电子器件的实际应用打下了坚实的基础。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Bio-inspired coplanar-gate-coupled ITO-free oxide-based transistors employing natural nontoxic bio-polymer electrolyte
采用天然无毒生物聚合物电解质的仿生共面栅极耦合无 ITO 氧化物晶体管
  • DOI:
    10.1016/j.orgel.2016.07.024
  • 发表时间:
    2016-10
  • 期刊:
    Organic Electronics
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Zheng Zhouming;Jiang Jie;Guo Junjie;Yang Junliang;Gao Yongli;Jiang J
  • 通讯作者:
    Jiang J
Observation of abnormal mobility enhancement in multilayer MoS2 transistor by synergy of ultraviolet illumination and ozone plasma treatment
紫外线照射和臭氧等离子体处理协同作用观察多层MoS2晶体管异常迁移率增强
  • DOI:
    10.1016/j.physe.2016.12.004
  • 发表时间:
    2017-03-01
  • 期刊:
    PHYSICA E-LOW-DIMENSIONAL SYSTEMS & NANOSTRUCTURES
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Guo, Junjie;Yang, Bingchu;Jiang, Jie
  • 通讯作者:
    Jiang, Jie
Vertical organic-inorganic hybrid transparent oxide TFTs gated by biodegradable electric-double-layer biopolymer
由可生物降解的双电层生物聚合物门控的垂直有机-无机混合透明氧化物TFT
  • DOI:
    10.1016/j.orgel.2017.02.001
  • 发表时间:
    2017-05-01
  • 期刊:
    ORGANIC ELECTRONICS
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Hu, Wennan;Zheng, Zhouming;Jiang, Jie
  • 通讯作者:
    Jiang, Jie
Chitosan-gated low-voltage transparent indium-free aluminum-doped zinc oxide thin-film transistors
壳聚糖门控低压透明无铟铝掺杂氧化锌薄膜晶体管
  • DOI:
    10.1016/j.orgel.2016.03.040
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    ORGANIC ELECTRONICS
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Zheng Zhouming;Jiang Jie;Guo Junjie;Sun Jia;Yang Junliang
  • 通讯作者:
    Yang Junliang
Enhanced performance of multilayer MoS2 transistor employing a polymer capping layer
采用聚合物覆盖层的多层 MoS2 晶体管的增强性能
  • DOI:
    10.1016/j.orgel.2016.10.043
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    ORGANIC ELECTRONICS
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Guo Junjie;Jiang Jie;Zheng Zhouming;Yang Bingchu
  • 通讯作者:
    Yang Bingchu

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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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    奚桢浩
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    2020
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  • 作者:
    康来;魏迎梅;蒋杰;谢毓湘
  • 通讯作者:
    谢毓湘

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基于可见光感知垂直氧化物晶体管的神经形态视觉研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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