薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Thin Film Field-effect Transistor）作為眾多柔性電子系統(tǒng)的一個(gè)基本器件單元，受到了廣泛的關(guān)注和研究。相比基于多晶硅和單晶硅的FET制造技術(shù)，膠體納米晶體作為一種新興的半導(dǎo)體材料，由于其優(yōu)異的光電特性和低成本的制備工藝，在薄膜電子器件具有廣泛的應(yīng)用前景。然而迄今為止，大多數(shù)高性能含鎘和鉛的硫族化物半導(dǎo)體納米材料，由于毒性重金屬元素的存在嚴(yán)重限制了這類材料的應(yīng)用。

　　針對(duì)以上問題，省科學(xué)院半導(dǎo)體所新型顯示團(tuán)隊(duì)圍繞新型高性能環(huán)境友好型I-III-VI族半導(dǎo)體納米材料體系，利用一種簡(jiǎn)單高效的液相膠體合成和配體交換方法，制備出了高性能無重金屬元素的銅銦硒（CuInSe2）納米材料。研究人員通過將CuInSe2納米晶體的長(zhǎng)鏈表面配體替換為金屬-硫化物無機(jī)短鏈配體，減少了帶隙內(nèi)陷阱態(tài)產(chǎn)生，避免了材料本征載流子濃度的降低。利用簡(jiǎn)單的旋涂和低溫退火工藝將其應(yīng)用于薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管和集成電路，得到了優(yōu)異的電學(xué)性能，為設(shè)計(jì)及制造低成本、高性能、大面積、環(huán)境友好型納米薄膜電子器件提供了一種新穎的研究策略與方法。

　　相關(guān)研究成果以封面文章發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《Chemistry of Materials》，省科學(xué)院半導(dǎo)體所龐超博士為論文第一作者，學(xué)科帶頭人龔政博士為通訊作者。該研究工作得到了中國(guó)博士后科學(xué)基金、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金、省重大專項(xiàng)和佛山科技創(chuàng)新資金的資助。

　　圖1 CuInSe2納米材料合成及薄膜器件制備過程

　　圖2 采用CuInSe2制造的薄膜器件結(jié)構(gòu)與性能

　　論文信息：Pang, C., Hu, S., Guo, C., Wang, J., Zou, S., Pan, Z., ... & Gong, Z. (2021). High-Performance Inorganically Connected CuInSe2 Nanocrystal Thin-Film Transistors and Integrated Circuits Based on the Solution Process of Colloidal Synthesis, Ligand Exchange, and Surface Treatment. Chemistry of Materials.

封面文章

　　論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.1c02877

　　（省科學(xué)院半導(dǎo)體所/供稿）