近日，中科院微電子所微電子器件與集成技術(shù)重點實驗室在有機(jī)分子晶體器件的載流子輸運研究方向取得重要進(jìn)展。 

相比于傳統(tǒng)基于無序半導(dǎo)體材料的場效應(yīng)晶體管中摻雜引起的缺陷鈍化（trap-healing）現(xiàn)象，由有序單晶電荷轉(zhuǎn)移界面制備的場效應(yīng)晶體管不僅整體電導(dǎo)、遷移率高，還具有跨導(dǎo)不依賴于柵壓的電學(xué)特性，這表明遷移率的提高不僅取決于trap-healing效應(yīng)，還存在其他影響電學(xué)性能的機(jī)制。 

針對此問題，中科院微電子所劉明院士團(tuán)隊制備了基于p型和n型有機(jī)分子構(gòu)成的單晶電荷轉(zhuǎn)移界面的晶體管器件，探究了電荷轉(zhuǎn)移界面以及柵氧界面電場的相互作用對晶體管工作時載流子及電導(dǎo)分布特性的影響。相較于界面，單晶體內(nèi)的缺陷態(tài)減少3個數(shù)量級以上，這意味著更小的散射概率和更高的器件遷移率。通過開爾文探針顯微鏡對表面電勢的柵壓依賴性表征和二維數(shù)值仿真，證實電荷轉(zhuǎn)移界面的內(nèi)建電場與柵氧界面電場發(fā)生有效耦合，提高了載流子體傳輸比例，減少了界面無序因素對載流子傳輸?shù)南拗谱饔茫蠓忍嵘似骷目鐚?dǎo)。 研究以題Surface Doping Induced Mobility Modulation Effect for Transport Enhancement in Organic Single Crystal Transistors發(fā)表在Advanced Material（先進(jìn)材料，https://doi.org/10.1002/adma.202205517）雜志上。微電子所博士研究生單宇為第一作者，李泠研究員、王嘉瑋副研究員為通訊作者。 

該研究得到國家重點研發(fā)計劃項目、中國科學(xué)院微電子研究所微電子器件與集成技術(shù)重點實驗室開放課題、國家自然科學(xué)基金及中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技項目的支持。 

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