隨著可穿戴電子設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,對高性能、低功耗薄膜晶體管技術(shù)的需求日益迫切。柔性電子設(shè)備可無縫貼合人體、生物組織及曲面,廣泛應(yīng)用于人機(jī)交互、健康監(jiān)測等領(lǐng)域。然而,傳統(tǒng)有機(jī)薄膜晶體管的亞閾值擺幅受限于熱離子注入機(jī)制,在室溫下無法突破60 mV/dec的理論下限,這嚴(yán)重制約了其在低電壓、高增益應(yīng)用中的性能。
近日,蘇州大學(xué)張曉宏教授、揭建勝教授和張秀娟教授合作,報道了一種基于界面分子解耦的有機(jī)薄膜隧道晶體管。該器件通過最小化金屬氧化物與有機(jī)半導(dǎo)體界面處的能隙態(tài),實(shí)現(xiàn)了低電壓下的量子帶間隧穿注入,其亞閾值擺幅低至24.2 ± 5.6 mV/dec,信號放大效率達(dá)101.2 ± 28.3 S/A。該晶體管在超過四個數(shù)量級的電流范圍內(nèi)平均亞閾值擺幅低于60 mV/dec,并成功用于構(gòu)建增益超過537 V/V、功耗低于0.8 nW的放大電路,以及高信噪比的生理信號傳感接口。相關(guān)論文以“Organic thin-film tunnel transistors”為題,發(fā)表在Nature Electronics上,論文第一作者為Deng Wei。
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