【晨说网探索分享】

　　在最近发表在《纳米材料》上的一篇论文中，研究人员研究了激光处理对掺铽氧化铟Tb：In₂O₃薄膜和晶体管的影响。

　　他们的重要目标是探索不同的激光能量密度如何影响 Tb： In₂O₃ 薄膜的物理、光学和电学特性，并了解这些变化如何影响 Tb： In₂O₃ 基金属氧化物薄膜晶体管 MOTFT 的性能和稳定性。

　　这些晶体管在现代电子设备中是必不可少的，这使得这项研究对技术进步具有主要意义。

　　背景

　　铟镓氧化锌 IGZO 薄膜晶体管 TFT 因其高迁移率和透明度而被广泛用于显示技术。

然而，IGZOTFT在负偏置照明应力NBIS下稳定性较差，限制了本来际应用。

　　为了解决这个问题，研究人员研究了Tb：In₂O₃当作一种材料。

Tb 是一种稀土元素，当掺杂到 In₂O₃ 中时，能改变其性质。

他们假设在激光处理过程中Tb³⁺离子的ff跃迁和Tb⁴⁺离子的电荷转移CT跃迁能降低激光热效应的峰值并延长作用时间，从而有可能提高材料和器件的性能。

　　研究概况

　　研究人员专注于研究结核掺杂和激光医治对In₂O₃薄膜和MOTFT的影响。

使用一种称为旋涂的简单、低成本方法制备了 Tb 掺杂的 In₂O₃ 薄膜。

使用波长为 248 nm 的氟化氪 KrF 准分子激光器在不同的激光能量密度下进行后处理。

　　选择该激光系统是基于激光处理过程中Tb³⁺离子的ff跳跃和Tb⁴⁺离子的CT跳跃能降低激光热效应的峰值并延长作用时间的前提，从而增强材料的性能和器件性能。

　　采纳了各种表征技术，包括X射线衍射XRD、X射线光电子能谱XPS、原子力显微镜AFM、紫外可见光谱和霍尔效应测量。

研究人员创造了Tb：In₂O₃TFT，并测量了它们的电学特性，如电流电压特性、开关电流比和偏置应力稳定性。

然后将这些特性与使用相同方法制备的纯 In₂O₃TFT 和 IGZOTFT 的特性进行比较。

　　研究成果

　　该研究表明，激光医治显着影响了 Tb：In₂O₃ 薄膜和设备。

随着激光能量密度的增加，薄膜密度增加，薄膜厚度减小，载流子浓度升高，光带隙扩大。

这些变化表明，激光处理诱导了 Tb：In₂O₃ 薄膜的结构和成分改变，例如晶粒生长、氧解吸和 Tb 价态。

　　XPS分析证实了薄膜中同时存在Tb³⁺和Tb⁴⁺离子，Tb³⁺/Tb⁴⁺比值随着激光能量密度的增加而增加。

Tb³⁺/Tb⁴⁺离子区别当作浅层供体和深层受体，增强了载流子的浓度和迁移率。

　　即使经过高达250 mJ/cm²的激光能量密度处理，Tb₂O₃薄膜也没有表现出明显的结晶。

这归因于铽的低电负性1.1 eV和高TbO解离能707 kJ / mol，这导致了较大的晶格畸变并阻碍了材料的结晶。

　　激光处理提高了 Tb： In₂O₃TFT 的性能和稳定性。

与纯 In₂O₃TFT 相比，Tb： In₂O₃TFT 表现出更低的关断状态电流、更高的开关电流比和更好的偏置应力稳定性。

　　研究人员还发现，与IGZOTFT相比，Tb：In₂O₃TFT具有优异的NBIS稳定性和相当的正偏置照明应力PBIS稳定性。

这些进步归因于结核掺杂和激光诱导的缺陷，这些缺陷降低了陷阱密度并改善了载流子传输。

　　应用作者认为，Tb掺杂和激光处理是提高In₂O₃薄膜和MOTFT的性能和性能的有效方法。

　　Tb：In₂O₃TFT 在需要高性能、透明和稳定的电子设备如显示器、传感器和存储设备的应用中显示出很大的潜力。

　　此外，这些晶体管能与其他功能材料和器件集成，例如有机发光二极管 OLED、光电探测器和太阳能电池，以创建新型光电系统。

　　结论

　　研究表明，Tb 掺杂和激光处理诱导了 Tb： In₂O₃ 薄膜的有利结构和组成变化，改善了载流子浓度、迁移率和光学带隙。

　　结核病：与纯 In₂O₃TFT 和 IGZOTFT 相比，In₂O₃TFT 表现出优异的电性能和稳定性，使其成为高性能、透明和稳定的电子设备和系统的有前途的候选者。

　　对于未来的研究，晨说网，研究人员建议优化Tb掺杂浓度和激光能量密度，以进一步提高Tb：In₂O₃TFTs的性能。

他们还建议研究Tb掺杂和激光处理对其他金属氧化物材料和器件的影响。

　　这项未来的工作可能会导致电子材料和器件的进一步进步，有可能扩大应用并提高各种光电系统的性能。

声明：本文内容仅代表作者个人观点，与本站立场无关。如有内容侵犯您的合法权益，请及时与我们联系，我们将第一时间安排处理。