科研进展

深圳先进院研发出新型柔性铁电场效应晶体管

  

  近日,中国科学院深圳先进技术研究院医工所纳米调控与生物力学研究中心在柔性铁电场效应晶体管领域取得重要进展,相关成果以"Highly robust flexible ferroelectric field effect transistors operable at high temperature with low-power consumption"(低功耗、耐高温、高性能柔性铁电场效应晶体管)为题发表在材料科学领域重要期刊Advanced Functional Materials(《先进功能材料》影响因子15.621)上。深圳先进院纳米调控研究中心客座博士生任传来为论文第一作者,深圳先进院纳米调控研究中心钟高阔博士为论文共同第一作者和共同通讯作者,湘潭大学材料科学与工程学院钟向丽教授和深圳先进院纳米调控研究中心主任李江宇研究员为共同通讯作者。

  铁电场效应晶体管(FeFET)具有多种功能和可调谐特性,在低功耗传感器、非易失性数据存储以及新兴的人工突触等领域有广泛的应用前景。随着社会的高速发展,人们对柔性可穿戴设备有了更高的需求,对FeFET的柔性化提出了更高的要求。但目前柔性FeFET大都基于有机铁电材料,存在极化强度低、热稳定性差、能耗高等弊端。基于此,氧化物功能材料研究团队基于白云母衬底和外延Pb(Zr0.1Ti0.9)O3/ZnO异质结,研发出了全无机的柔性FeFET。这种FeFET不仅保持操作电压小(±6 V)、功耗低、开关比高、保持性好等无机铁电场效应晶体管的优点,也兼具柔性耐弯折的特点,在反复弯折和高温条件下仍能保持良好的FeFET电学性能。这项工作证明了云母作为一个通用平台的巨大潜力,为柔性FeFET在下一代低功耗、耐高温柔性电子产品中的应用提供了新的选择。

  上述工作得到国家重点研发计划纳米科技重点专项和国家自然科学基金等项目的资助。

  论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201906131

柔性铁电场效应晶体管的结构示意图及其保持特性曲线