基于CH3NH3PbI3单晶的Ta2O5顶栅双极性场效应晶体管

吕乾睿 李晶 廉志鹏 赵昊岩 董桂芳 李强 王立铎 严清峰

引用本文: 吕乾睿,  李晶,  廉志鹏,  赵昊岩,  董桂芳,  李强,  王立铎,  严清峰. 基于CH3NH3PbI3单晶的Ta2O5顶栅双极性场效应晶体管[J]. 物理化学学报, 2017, 33(1): 249-254. doi: 10.3866/PKU.WHXB201610142 shu
Citation:  LÜ Qian-Rui,  LI Jing,  LIAN Zhi-Peng,  ZHAO Hao-Yan,  DONG Gui-Fang,  LI Qiang,  WANG Li-Duo,  YAN Qing-Feng. CH3NH3PbI3 Single Crystal-Based Ambipolar Field-Effect Transistor with Ta2O5 as the Top Gate Dielectric[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2017, 33(1): 249-254. doi: 10.3866/PKU.WHXB201610142 shu

基于CH3NH3PbI3单晶的Ta2O5顶栅双极性场效应晶体管

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(51173097,91333109),国家重点基础研究发展规划项目(2013CB632900),清华大学自主科研项目(20131089202,20161080165)和低维量子物理国家重点实验室开放基金(KF201516)资助

摘要: 具有无机-有机杂化钙钛矿结构的CH3NH3PbI3通常偏向于显示n型半导体特性,本文以五氧化二钽(Ta2O5)作为绝缘层,制备了基于钙钛矿CH3NH3PbI3单晶的顶栅结构场效应晶体管,暗态下更明显地观察到了CH3NH3PbI3所具有的p型场效应特性,空穴场效应迁移率达到8.7×10-5 cm2·V-1·s-1,此暗态空穴迁移率比原有报道的基于CH3NH3PbI3多晶薄膜的SiO2底栅场效应晶体管提高了一个数量级。此外,光照对CH3NH3PbI3单晶场效应晶体管的性能有强烈影响。与底栅结构CH3NH3PbI3多晶场效应晶体管不同,即使有栅极和绝缘层的遮挡,5.00 mW·cm-2的光照仍可使CH3NH3PbI3单晶场效应晶体管的空穴电流提高一个数量级(VGS(栅源电压)=VDS(漏源电压)=20 V),光响应度达到2.5 A·W-1。本文工作实现了对CH3NH3PbI3场效应晶体管载流子传输的选择性调控,表明在没有外部因素的参与下,通过合适的器件设计,CH3NH3PbI3同样具有制备成双极性晶体管的潜力。

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  • 收稿日期:  2016-08-22
  • 修回日期:  2016-10-14
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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