一种氧化铟纳米纤维场效应晶体管电学性能的调控方法

摘要

本发明属于晶体管电学性能调控技术领域，涉及一种氧化铟纳米纤维场效应晶体管电学性能的调控方法，通过简便、低廉的静电纺丝技术制备In₂O₃纳米纤维，并通过简单易行的金属掺杂来调控In₂O₃纳米纤维场效应晶体管的电学性能，达到简便、高效、低成本地调控In₂O₃纳米纤维场效应晶体管的阈值电压、关态电流、开关比等电学性能，获得性能优良的金属掺杂的In₂O₃纳米纤维场效应晶体管；其制备工艺简便安全，原理可靠，生产成本低，所制备的In₂O₃纳米纤维及金属掺杂的In₂O₃纳米纤维在电子开关器件、显示器、生物及化学传感器等领域有着广阔的应用前景，易于进行大规模工业化生产。

主权项

一种氧化铟纳米纤维场效应晶体管电学性能的调控方法，其特征在于具体步骤包括：(1)静电纺丝前驱体溶液的配制：将6‑8g聚乙烯吡咯烷酮、0.8‑1.6g三氯化铟四水合物和40g N，N‑二甲基甲酰胺混合装于玻璃瓶中，用磁力搅拌器充分搅拌至溶液均一透明，形成纯In源的静电纺丝前驱体溶液；(2)掺杂静电纺丝前驱体溶液的配制：将主族元素或过渡金属元素对应的氯化盐或硝酸盐0.8‑0.16g溶于步骤(1)配制的纯In源的静电纺丝前驱体溶液中，形成金属元素掺杂比为1‑15wt％的掺杂静电纺丝前驱体溶液；(3)In₂O₃NFs的制备和器件的组装：抽取步骤(1)或步骤(2)所配制的溶液5ml，通过静电纺丝技术将纯In源的静电纺丝前驱体溶液或掺杂静电纺丝前驱体溶液纺制在表面覆盖150‑300nm SiO₂介电层的硅片或ITO或FTO导电玻璃上制备得到In₂O₃纳米纤维或金属掺杂In₂O₃纳米纤维，其中静电纺丝电压为10‑25kv，湿度为20‑50％，针尖到接收基板间的距离10‑20cm，纯In源的静电纺丝前驱体溶液或掺杂静电纺丝前驱体溶液的推进速度为0.5‑1ml/h；然后将得到的附有In₂O₃纳米纤维或金属掺杂In₂O₃纳米纤维的硅片或导电玻璃放入烤胶台烘烤10‑60min、紫外线灯退火20‑60min，再将硅片或导电玻璃放入马弗炉400‑600℃退火1‑3h，自然冷却至室温后取出，最后利用掩膜板采用热蒸发方法在硅片或导电玻璃上蒸镀一层50‑200nmAl薄膜作为源、漏电极，并在200‑300℃氮气气氛中退火30‑90min，制备得到In₂O₃纳米纤维场效应晶体管或金属掺杂In₂O₃纳米纤维场效应晶体管；(4)有序排列金属掺杂In₂O₃NFs的制备和器件组装：在静电纺丝过程中使用自制的接收基板，采用双电极收集法得到有序排列金属掺杂In₂O₃纳米纤维，然后用表面覆盖150‑300nm SiO₂介电层的硅片或ITO或FTO导电玻璃收集有序金属掺杂In₂O₃纳米纤维进行器件组装得到有序排列金属掺杂In₂O₃纳米纤维场效应晶体管，实验条件与步骤(3)相同。