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BTBT衍生物的迁移率评估：限制因素及其对电荷传输的影响
摘要： 在当代半导体材料中，许多性能优异的材料都基于[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并噻吩（BTBT）。这些小分子的烷基化衍生物不仅具有高空穴迁移率，还能通过热真空或溶液沉积法轻松加工。过去十年间，大量研究通过分析分子结构与电荷传输特性来揭示这类分子的独特之处。然而，追求更高迁移率的竞赛导致测量数据差异显著，这加剧了分子结构与电子特性关联的复杂性。此外，近期关于有机场效应晶体管迁移率被高估的争议，也要求我们重新评估这些数值。我们合成了四种含单/双烷基链（碳原子数为8或10）的BTBT衍生物，系统研究了它们的光谱、结构和电学性质。通过采用门控四探针和门控范德堡两种测量方法，对比了室温和低温下的场效应迁移率并探讨其可行性。我们将迁移率变化归因于非对称BTBT衍生物分子平面夹角差异及核-核双层堆叠方式，并发现更多/更长的烷基链能提升迁移率。所谓的"拉链效应"使BTBT核心更紧密靠近，从而增强分子间轨道耦合，最终提高电荷传输效率。
关键词： 电荷传输、迁移率、带间隧穿、有机电子学、有机晶体管
更新于2025-10-23 16:08:52
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电解门控WS?/石墨烯纳米复合材料的渗流效应
摘要： 导电与非导电纳米粒子的混合网络在需要快速电荷传输的多种应用中展现出潜力。虽然网络电导率与导电质量分数（Mf）的依赖关系已明确，但迁移率和载流子密度随Mf的变化规律尚不清楚——这一点尤为重要，因为添加石墨烯可能提升半导体纳米片网络晶体管的迁移率。本研究采用电解门控技术，探究了喷涂法制备的石墨烯/WS?纳米片复合网络的输运特性。随着石墨烯Mf增加，我们发现电导率和载流子密度均符合渗流理论规律，其渗流阈值（~8体积%）和指数（~2.5）与既往报道一致。值得注意的是，迁移率仅从WS?网络的~0.1 cm2/Vs小幅提升至石墨烯网络的~0.3 cm2/Vs，这归因于WS?-WS?结与石墨烯-石墨烯结的电阻相近。此外，晶体管的开态与关态电流均遵循渗流理论随Mf变化，在渗流阈值处出现陡变。通过拟合发现，仅WS?网络的电流在门控时显著改变，导致开态-关态比在渗流阈值处从~10?骤降至高Mf区的~2。综合这些结果表明：向半导体网络添加石墨烯并非提升晶体管性能的有效策略，因其对迁移率的改善远不及对开关比的损害。
关键词： 石墨烯，离子液体，薄膜晶体管，二硫化钨，载流子密度，复合材料，迁移率，印刷电子学
更新于2025-10-22 19:40:53
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共溅射法制备ZnSnN?
摘要： 系统研究了共溅射法沉积ZnSnN2的工艺。通过尝试不同沉积参数（包括衬底温度、氮气流量及工作压强等），并分析了材料结构、光学及电学特性。结果表明：制备ZnSnN2的工艺参数窗口较宽，在其他参数恒定时，获得多晶ZnSnN2的适宜衬底温度约为350°C；较大的氮气流量能抑制Sn等金属相形成，有利于沉积相纯度较高的ZnSnN2（其他参数不变）；施加衬底偏压或降低Sn靶功率对ZnSnN2薄膜结晶不利。样品因在20°-22°范围内未出现正交晶系(110)和(011)特征峰，被判定为纤锌矿结构，其六方晶格常数a和c分别约为3.36-3.40?和5.49?。溅射压强会影响ZnSnN2的结构与电学性能：相比1.0Pa和3.0Pa条件，7.0Pa高压制备的样品具有更低的电子浓度（6.72×10^19 cm^-3）和更高的迁移率（24.3 cm^2 V^-1 s^-1）。
关键词： 溅射、纤锌矿结构、简并态、ZnSnN2（氮化锌锡）、迁移率
更新于2025-09-23 15:23:52
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一种具有高迁移率的新型非对称蒽衍生物
摘要： 设计并合成了一种非对称蒽衍生物（4-HDPA）。通过优化合适的制备工艺条件，基于4-HDPA的顶接触薄膜器件表现出高达3.59 cm2 V?1 s?1的迁移率，而其单晶器件则展现出高达5.12 cm2 V?1 s?1的迁移率，该数值在单晶和薄膜器件中均高于4-HDPA的对称类似物。
关键词： 有机场效应晶体管（OFET）、迁移率、不对称性、蒽衍生物
更新于2025-09-23 15:23:52
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侧基对有机薄膜晶体管迁移率的影响及其与分子重组能的关联
摘要： 研究了有机光伏中常见给体共聚物——聚({4,8-双[(2-乙基己基)氧基]苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩-2,6-二基}{3-氟-2-[(2-乙基己基)羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩二基})(PTB7)和聚([2,6′-4,8-二(5-乙基己基噻吩基)苯并[1,2-b;3,3-b]二噻吩]{3-氟-2-[(2-乙基己基)羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩二基})(PTB7-Th)的电荷传输特性，这两种聚合物仅侧链基团存在分子结构差异。本研究首次报道了PTB7-Th的场效应晶体管迁移率(μFET)为0.14 cm2 V?1 s?1，同时测得PTB7的最高μFET为0.01 cm2 V?1 s?1，发现PTB7-Th的μFET比PTB7高出近一个数量级。通过第一性原理计算空穴重组能(λh)来理解分子结构对电荷传输的影响，结果显示PTB7-Th的λh(≈150 meV)低于PTB7(≈346 meV)。进一步利用Marcus理论基于这些体系的λh计算得出：跃迁速率与电荷转移积分平方的比值表明PTB7-Th在二聚体或同质结界面具有更高的空穴转移速率。体异质结有机太阳能电池实验测定的λ值(λPTB7-Th≈200 meV，λPTB7≈310 meV)呈现相似趋势，由此估算的有效空穴迁移率与这些λ值高度吻合。该研究通过重组能揭示了在不改变主链结构的情况下，仅通过侧链基团调控电荷传输特性的机理。
关键词： 有机场效应晶体管、迁移率、重排能、侧基
更新于2025-09-23 15:23:52
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用于溶液加工有机场效应晶体管的非对称并五苯
摘要： 背景：对称取代并五苯传统上被用作溶液加工型p沟道有机场效应晶体管（OFETs）的半导体材料。本文旨在将非对称取代并五苯引入活性层，并探究侧基多芳香性对器件特性的影响。方法：综述非对称取代并五苯相关研究及网络资料，描述不同并五苯的合成过程，并详述将这些半导体材料引入器件的工艺流程，同时提供与参照材料的对比。结果：并五苯侧基多芳香性的延伸显著提升器件性能。通过侧基芳香环数量增加时粗糙度降低的现象，证实了侧基对活性层形貌的影响。结论：我们证明芳香端基π共轭体系的延伸会大幅影响开/关比和载流子迁移率，这主要源于薄膜中不同程度的晶体形成特性。当采用六甲基二硅氮烷作为栅极介电钝化层时，迁移率表现最佳的含最延伸芳香体系（即蒽基团）的器件，其性能可与基准材料TIPS-并五苯相媲美。
关键词： 溶液加工、半导体、有机材料、有机场效应晶体管、迁移率、TIPS-并五苯
更新于2025-09-23 15:23:52
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一种适用于分析4H碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管的方法
摘要： 碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）是下一代电力电子技术的关键器件。然而，界面陷阱的存在阻碍了从三端特性中精确确定器件参数。本文提出一种方法，与以往评估方案不同，该方法明确考虑这些缺陷。我们引入了一种针对SiC/SiO?特定界面陷阱谱的易处理参数化模型，该模型反映了已知数据体系?；诖?，我们开发了一种分析方法，旨在从简单的三端特性中精确确定器件参数。为验证该方法，我们研究了具有显著不同缺陷密度的MOSFET。所得参数——载流子浓度、迁移率和阈值电压——与对同一器件进行的霍尔效应测量结果高度吻合，避免了传统评估技术固有的系统误差。通过这种改进方案，即使封装后的4H-SiC功率MOSFET也能得到有效表征，从而加速节能电力电子技术的创新周期。
关键词： 迁移率、碳化硅、霍尔效应、界面陷阱、阈值电压、MOSFET
更新于2025-09-23 15:23:52
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AlInGaN/InGaN异质结构中电子迁移率的理论研究
摘要： 研究了AlInGaN/InGaN异质结构中电子迁移率对势垒层与沟道合金组分及温度的依赖关系，涵盖六种散射机制：声学形变势（DP）散射、压电极化?。≒E）散射、极性光学声子（PO）散射、位错杂质（DIS）散射、界面粗糙度（IRF）散射以及合金无序（ADO）散射。结果表明ADO散射是最重要的散射机制，且除铟含量极低（接近0）或极高（接近1）的InGaN沟道外，沟道合金无序性比势垒合金无序性影响更显著。总结了全势垒合金组分的AlInGaN/In0.04Ga0.96N异质结构中势垒应变、二维电子气（2DEG）密度、2DEG迁移率及电导率的变化规律，显示较高铝含量与较低铟摩尔分数有利于获得更高电导率。通过对比不同InGaN组分的Al0.83In0.13Ga0.04N/InGaN异质结构温度依赖输运特性发现，2DEG迁移率变化由ADO散射和PO散射主导，且随着InGaN沟道铟摩尔分数增加，迁移率对温度的依赖性减弱。
关键词： 散射机制、迁移率、温度、二维电子气
更新于2025-09-23 15:23:52
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β-(Al?Ga???)?O?/Ga?O?调制掺杂场效应晶体管中低温饱和速度的评估
摘要： 我们报道了调制掺杂β-(AlxGa1?x)2O3/Ga2O3异质结构的高场输运特性与饱和速度。通过霍尔测量证实该调制掺杂结构中形成了二维电子气(2DEG)，其2DEG沟道迁移率从室温下的143 cm2/V·s提升至50 K时的1520 cm2/V·s。50 K下的高电子迁移率使得沟道内实现速度饱和成为可能?；诼龀宓缌?电压测量和小信号射频(RF)测量估算了饱和速度，测得的速度-电场曲线表明50 K时饱和速度超过1.1×10? cm/s。对采用Pt肖特基接触制备的调制掺杂场效应晶体管进行了小信号射频特性测试，当栅长LG=0.61 μm时，器件的电流增益截止频率(ft)和最大振荡频率(fmax)从室温下的4.0/11.8 GHz显著提升至50 K时的17.4/40.8 GHz?；谄骷Ｄ夥治龅牡臀耭t数据表明峰值速度为1.2×10? cm/s。三端关态击穿测量进一步显示平均击穿场强为3.22 MV/cm。β-Ga2O3材料的高饱和速度与高击穿场强使其成为功率器件与高频应用的理想候选材料。
关键词： 迁移率，β-氧化镓，调制掺杂场效应晶体管（MODFET），二维电子气（2DEG），饱和速度，高击穿场强
更新于2025-09-23 15:22:29
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通过利用对半导体载流子迁移率实现快速高响应的SnSe?基光电二极管
摘要： 在光探测中，响应时间主要由器件结构和电子/空穴迁移率控制，而吸收系数及电子/空穴的有效分离是实现高响应度的关键参数。本研究报道了一种基于p-Si(100)衬底上n型SnSe2薄膜的快速高响应红外光探测方案，在保持器件整体性能的同时实现了性能优化。该器件的I-V特性显示在±5V偏压下具有约147的整流比，并在1064nm辐射下展现出增强的光电特性。当偏压为5V时响应度达0.12A/W，响应/恢复时间常数分别估算为~57±25/34±15μs。研究表明响应时间主要受光电二极管组成半导体迁移率控制。此外，我们的发现表明n-SnSe2可与成熟的硅技术集成并提升光电性能，同时为设计其他波段快速响应探测器开辟了新途径。
关键词： 硒化，直流溅射，红外光电二极管，二硒化锡，迁移率
更新于2025-09-23 15:22:29