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高迁移率金属氧化物半导体薄膜晶体管的研究进展

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液晶与显示 2024年第4期39卷 447-465页

作者：李强葛春桥陈露钟威平梁齐莹柳春锡丁金铎中山智隆新材料科技有限公司广东中山528459

基于金属氧化物半导体(MOS)的薄膜晶体管(TFT)由于较高的场效应迁移率(μFE)、极低的关断漏电流和大面积电性均匀等特点,已成为助推平板显示或柔性显示产业发展的一项关键技术。经过30余年的研究,非晶铟镓锌氧化物(a-IGZO)率先替代非晶... 详细信息

基于金属氧化物半导体(MOS)的薄膜晶体管(TFT)由于较高的场效应迁移率(μFE)、极低的关断漏电流和大面积电性均匀等特点,已成为助推平板显示或柔性显示产业发展的一项关键技术。经过30余年的研究,非晶铟镓锌氧化物(a-IGZO)率先替代非晶硅(a-Si)在TFT中得到推广应用。然而,为了同时满足显示产业对更高生产效益、更佳显示性能(如高分辨率、高刷新率等)和更低功耗等多元升级要求,需要迁移率更高的MOS TFTs技术。本文从固体物理学的角度,系统综述了MOS TFTs通过多元MOS材料实现高迁移率特性的研究进展,并讨论了迁移率与器件稳定性之间的关系。最后,总结展望了MOS TFTs的现状和发展趋势。

关键词：金属氧化物半导体薄膜晶体管场效应迁移率偏压稳定性

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金属氧化物半导体一维材料H_(2)S传感器研究进展

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工程科学学报 2023年第12期45卷 2015-2025页

作者：李茹茹王凯怡密士安刘雅萍陈泽殷锡涛马晓光鲁东大学物理与光电工程学院烟台264025

金属氧化物半导体具有较好的气敏性,基于金属氧化物半导体H_(2)S气体传感特性得到了广泛研究.然而,随着气体检测精细程度的增加,需要设计具有更优性能的纳米材料,来实现气体传感器检测下限和灵敏度的提高.同其他维度纳米材料相比,一维... 详细信息

金属氧化物半导体具有较好的气敏性,基于金属氧化物半导体H_(2)S气体传感特性得到了广泛研究.然而,随着气体检测精细程度的增加,需要设计具有更优性能的纳米材料,来实现气体传感器检测下限和灵敏度的提高.同其他维度纳米材料相比,一维结构纳米材料由于具有良好的结晶度、较大的比表面积和独特的电子输运特性,在H_(2)S气敏性能提升上有明显优势.因此,本文主要以H_(2)S气体为主体,综述了基于金属氧化物半导体不同一维结构纳米材料的特点和一维结构纳米材料H_(2)S气体传感器的研究进展.讨论了金属氧化物半导体基一维结构纳米材料对H_(2)S气体传感的影响和气敏机理.最后,对金属氧化物半导体基一维结构纳米材料H_(2)S气体传感器的性能改进和未来应用前景进行了展望.

关键词： H_(2)S气体一维结构纳米材料金属氧化物半导体气体传感机制传感性能

金属氧化物半导体纳米晶液相法控制合成研究进展

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中国有色金属学报 2011年第10期21卷 2465-2475页

作者：施利毅王竹仪袁帅赵尹上海大学纳米科学与技术研究中心上海200444

对金属氧化物纳米晶的晶型、形貌及晶粒大小调控方法进行了综述,重点介绍了液相合成体系中表面活性剂、溶剂、杂质离子等因素对纳米晶形貌、晶型的调控作用以及各种方法的特点,提出发展绿色、高选择性合成方法制备单分散结构可控的金属... 详细信息

对金属氧化物纳米晶的晶型、形貌及晶粒大小调控方法进行了综述,重点介绍了液相合成体系中表面活性剂、溶剂、杂质离子等因素对纳米晶形貌、晶型的调控作用以及各种方法的特点,提出发展绿色、高选择性合成方法制备单分散结构可控的金属氧化物半导体纳米晶仍是今后重要的研究方向之一。

关键词：金属氧化物半导体纳米晶液相合成形貌晶型

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金属氧化物半导体气敏传感器稳定性研究进展

材料导报 2011年第3期25卷 52-56页

作者：周志刚胡木林李鄂胜华中科技大学纳米材料与智能传感器实验室武汉430074 湖北开特汽车电子电器系统有限公司武汉430074

金属氧化物半导体(MOS)气敏传感器的稳定性是气敏器件实用化进程中最具有挑战性的因素。影响器件稳定性的主要因素包括颗粒尺寸、颈部宽度、微裂纹、电极、湿度和温度的变化。颗粒的长大和颗粒间颈部尺寸的变化降低了耗尽层对总电阻变... 详细信息

金属氧化物半导体(MOS)气敏传感器的稳定性是气敏器件实用化进程中最具有挑战性的因素。影响器件稳定性的主要因素包括颗粒尺寸、颈部宽度、微裂纹、电极、湿度和温度的变化。颗粒的长大和颗粒间颈部尺寸的变化降低了耗尽层对总电阻变化的贡献;微裂纹的加剧使器件的电阻发生漂移,并且为水蒸气、氧气和待测气体扩散到敏感膜内部提供便捷的通道;电极的退化影响电极与气敏材料之间的接触电阻Rc;温度和湿度的改变使气体的吸附、脱附、反应活性和电子迁移率等都发生变化,因而器件的稳定性得不到保证。在机理分析的基础上,分别介绍了提高器件稳定性的方法。

关键词：气敏传感器金属氧化物半导体稳定性

金属氧化物半导体对庚烷的气固复相光催化反应

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吉林大学自然科学学报 2001年第4期 85-88页

作者：徐自力郭晓静杜尧国尚静井立强冯一文张家骅中国科学院激发态物理开放实验室长春130021 吉林大学环境科学与工程系长春130023

制备 Ti O2 ,Fe2 O3 ,Zn O超细粉 ,采用 XRD对制得的超细粉进行结构、粒径表征 .考察不同粒径的超细粉和普通商品 (体相 ) Fe2 O3 ,Ti O2 ,Zn O对庚烷的光催化反应 .结果表明 ,光催化活性大小的顺序为 Ti O2 (锐态矿型 ) >Zn O>Fe2 O3 ... 详细信息

制备 Ti O2 ,Fe2 O3 ,Zn O超细粉 ,采用 XRD对制得的超细粉进行结构、粒径表征 .考察不同粒径的超细粉和普通商品 (体相 ) Fe2 O3 ,Ti O2 ,Zn O对庚烷的光催化反应 .结果表明 ,光催化活性大小的顺序为 Ti O2 (锐态矿型 ) >Zn O>Fe2 O3 ,锐钛矿型 Ti O2 光催化活性较金红石型 Ti O2 好 ,对于同一结构的粒子来说 ,粒径越小。

关键词：庚烷光催化反应金属氧化物半导体气固复相光催化反应

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金属氧化物半导体基三乙胺传感器研究进展

无机盐工业 2021年第12期53卷 67-73,99页

作者：张静宜孟哈日巴拉张战营河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作454000 河南理工大学环境友好型无机材料河南省高校重点实验室培育基地

三乙胺是一种应用广泛但对人体有毒副作用的挥发性有机物,需要长期有效的监测,开发一种性能稳定、安全可靠的三乙胺气敏传感器,实现对环境中三乙胺气体浓度实时检测,对于三乙胺的安全储存、运输和使用等环节是至关重要的。金属氧化物半... 详细信息

三乙胺是一种应用广泛但对人体有毒副作用的挥发性有机物,需要长期有效的监测,开发一种性能稳定、安全可靠的三乙胺气敏传感器,实现对环境中三乙胺气体浓度实时检测,对于三乙胺的安全储存、运输和使用等环节是至关重要的。金属氧化物半导体基气敏传感器具有制备简单、价格低廉、响应值高等优点,在三乙胺气体的检测中具有不可替代的作用。重点介绍了基于金属氧化物半导体的三乙胺传感器最新研究进展。综述了近年来包括掺杂、异质结、有机金属骨架和氧化还原石墨烯在内的关于金属氧化物半导体基三乙胺气敏材料的制备和性能等方面的研究成果。论述了金属氧化物半导体基复合材料对三乙胺气敏性能的机理。展望了金属氧化物基三乙胺气敏材料的未来研究方向。

关键词：金属氧化物半导体三乙胺纳米材料气体传感器

用于低功率神经形态晶体管的金属氧化物半导体纳米纤维中阳离子比例的合理调整

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中国科学:材料科学(英文版) 2023年第8期66卷 3251-3260页

作者：丛浩菲常宇周睿夫张文鑫孙广欣徐沛龙秦元斌 Seeram Ramakrishna 刘旭海王凤云 College of Physics and State Key Laboratory of Bio Fibers and Eco Textiles Qingdao UniversityQingdao 266071China College of Microtechnology&Nanotechnology Qingdao UniversityQingdao 266071China School of Materials Science and Engineering Xi’an Jiaotong UniversityXi’an 710000China Center for Nanofibers&Nanotechnology Department of Mechanical Engineering National University of SingaporeSingapore 117574Singapore

宽带隙金属氧化物半导体(MOS)纳米纤维神经形态晶体管(NFNTs)可以潜在地用于构建低功耗的仿生人工电路.但文献中对于NFNTs所采用MOS的阳离子配比并没有给出详细的原因.在本研究中,我们首次系统地研究了用低成本静电纺丝技术结合纳米纤... 详细信息

宽带隙金属氧化物半导体(MOS)纳米纤维神经形态晶体管(NFNTs)可以潜在地用于构建低功耗的仿生人工电路.但文献中对于NFNTs所采用MOS的阳离子配比并没有给出详细的原因.在本研究中,我们首次系统地研究了用低成本静电纺丝技术结合纳米纤维转移工艺制备的氧化铟锌(InZnO)基NFNTs的阳离子比例.基于双阳离子InZnO纳米纤维的电驱动NFNTs可以大大简化实验过程.在In_(x)Zn_(1−x)O的阳离子比(x=0.6,0.7,0.8,0.9)中,我们发现基于In_(0.7)Zn_(0.3)O的NFNTs表现出最低的兴奋性突触后电流,可以为低功耗操作和突触功能模拟提供电效益.MOS纳米纤维成分的合理调整可以为高性能低功耗NFNTs提供新的思路.

关键词：纳米纤维静电纺丝技术金属氧化物半导体突触功能电驱动晶体管氧化铟锌合理调整

金属氧化物半导体SO2气体传感器的研究现状

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传感器与微系统 2021年第2期40卷 1-3,11页

作者：刘航王秋晨于兰伊王林康吉林建筑大学电气与计算机学院吉林长春130118

介绍了气敏机理,总结了近年来国内外基于金属氧化物半导体的SO2气敏材料的研究现状,指出了基于金属氧化物半导体SO2气体传感器的不足之处,提出设计复合材料、优化合成方法是提高SO2气敏材料敏感特性的研究方向。

关键词： SO2传感器金属氧化物半导体复合材料

金属氧化物半导体并排异质结纳米纤维的制备及其气敏性能研究

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金属氧化物半导体并排异质结纳米纤维的制备及其气敏性能研究

作者：汪奥晨兰州大学

学位级别：硕士

金属氧化物半导体(metal oxide semiconductor,MOS)基气体传感器,由于具有使用寿命长、结构简单、易集成等优点,在很多领域都有广泛应用。MOS基气体传感器是利用MOS材料与目标气体之间发生可逆的氧化还原反应,并引起MOS薄膜电导率的变... 详细信息

金属氧化物半导体(metal oxide semiconductor,MOS)基气体传感器,由于具有使用寿命长、结构简单、易集成等优点,在很多领域都有广泛应用。MOS基气体传感器是利用MOS材料与目标气体之间发生可逆的氧化还原反应,并引起MOS薄膜电导率的变化来进行气体浓度检测。但是受MOS材料自身缺陷的影响,大部分MOS基气体传感器仍然具有许多不足,如工作温度高,响应/恢复时间长,选择性差等。为了解决这些问题,异质结纳米结构,由于其独特的电学和物化特性,经常被用于提升MOS基气体传感器的气敏性能。在异质结纳米结构的构建中,核壳结构是最先且最经常被应用于传感器的设计。但在核壳结构里,核芯MOS材料由于被壳层完全包覆,很难发挥其对于气敏响应的协同效应,限制了整体设计的性能提升。鉴于此,本论文提出了并排设计来构建MOS异质结纳米材料,可同时在目标气氛中暴露异质结中的两种材料,增强它们对气体响应的协同效应。本论文的主要工作内容归纳如下:(1)n-n型并排异质结纳米纤维的构建及其气敏性能研究。首先,通过自主研发的“V型沟槽”静电纺丝技术制备了两种不同组分的n-n型并排异质结纳米纤维(side-by-side heterojunctional nanofibers,SHNFs),如:n-InO/n-WO并排异质结纳米纤维(IWO SHNFs)和n-InO/n-Zn O并排异质结纳米纤维(IZO SHNFs)。本工作系统研究了异质结的组分比和复合比对于器件的乙醇气体响应性能、响应/恢复速度以及气体选择性的影响。对于IWO SHNFs,当复合比例(W/(In+W))为12 mol%时,IWO SHNFs在240℃下对100 ppm乙醇气体的响应为25.59,分别约是纯InO和WONFs的2倍和4倍。同时,IWO SHNFs的响应/恢复时间为1 s/66 s,均低于纯InONFs。此外,IWO SHNFs对乙醇气体具有更好的选择性。对于IZO SHNFs,当复合比例(Zn/(In+Zn))为55 mol%时,IZO SHNFs在260℃下对100 ppm乙醇气体的响应为82.78,分别约是纯InO和Zn O NFs的6倍和11.5倍,是IZO-55-C NFs响应值的1.8倍。同时,IZO-55 SHNFs的响应时间为3 s,略高于纯InONFs(2 s),但IZO-55 SHNFs的恢复时间为27 s,比纯InONFs的短。综合上述研究发现,IWO和IZO SHNFs的较高的气体响应、较快的响应/恢复速度以及较好的选择性主要归结于设计的n-n型并排异质结构。同时,异质结材料的晶粒尺寸更小和氧空位浓度更高,也对气敏响应的增强有贡献。(2)p-n型并排异质结纳米纤维的构建及其气敏性能研究。相比于n-n结,p-n结会在空间电荷区形成一个由n区指向p区的内建电场。通过合理的设计,这个内建电场将会促进传感材料耗尽层的形成和气敏生电子的输运,进而提升材料的气敏响应值及响应速度。在本工作中,通过静电纺丝制备了两种不同组分的p-n SHNFs,即n-InO/p-Ni O(INO)SHNFs和n-InO/p-CoO(ICO)SHNFs。对于INO SHNFs,当复合比例(Ni/(In+Ni))为10 mol%时,INO SHNFs在260℃下对100 ppm乙醇气体的响应为210.44,约是纯InONFs的32倍,INO-10-C NFs的23.9倍,这个响应值远远高于大多数报告的响应值。同时,INO SHNFs对100 ppm乙醇的响应时间为4 s,略高于纯的InONFs的,但恢复时间仅为36 s,远低于纯InONFs(94 s),这可能主要归结于p-n结中的内建电场的加速作用。同时,INO SHNFs对乙醇气体的选择性较好。对于ICO SHNFs,当复合比例(Co/(In+Co))为11 mol%时,ICO SHNFs在280℃下对100 ppm乙醇气体的响应达到584.63,约是纯InONFs的61倍,ICO-11-C NFs的148倍。同时,ICO SHNFs对100 ppm乙醇气体的响应时间为17 s,比纯InONFs的高得多,主要归结于其相对更高的响应,但其恢复时间仅为15 s,远低于纯InONFs的。综合上述研究发现,p-n异质结对于MOS材料的气敏响应和响应/恢复速度提升明显,尤其是恢复速度,这主要归结于其内建电场的加速作用。此外,纳米纤维的高比表面积、更细的晶粒、p型MOS的催化性能和并排结构的协同增强效应,也是材料的气敏性能的增强原因。

关键词：气体传感器金属氧化物半导体并排异质结纳米纤维氧化铟氧化钨氧化锌氧化镍氧化钴气体响应