近日，单福凯教授课题组在液晶显示器件领域再次取得重要进展。该课题组硕士生刘奥的一篇研究文章“Water-Induced Scandium Oxide Dielectric for Low-Operating Voltage n- and p-Type Metal-Oxide Thin-Film Transistors”在材料领域权威刊物《Advanced Functional Materials》上在线发表。论文链接http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201502612/abstract。bet356亚洲体育官网入口为第一署名单位。

《Advanced Functional Materials》创刊于2001年, 由德国Wiley-VCH出版社出版，当前影响因子为11.805，是国际功能材料研究领域最具影响的顶尖学术期刊之一，该期刊在材料、物理、化学、纳米等领域皆属于前4%到10%，极具领导地位，论文遴选严格，学术影响力大。

该论文首创性地报道了新型氧化钪（Sc2O3）高k介电材料及其在低压n型和p型Thin-Film Transistors（TFTs）上的应用。相关研究结果建立在课题组近年的研究工作基础上(Adv. Funct. Mater., 2015, 25, 2564; J. Mater. Chem. C, 2015, 3, 9509; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6, 17364; Appl. Phys. Lett., 2014, 105, 113509)。高k介电薄膜和p型半导体材料一直是微电子器件研究的亟待突破的重点突破领域，同时也是低功耗显示器、CMOS集成电路必不可少的组成部分。该课题组利用绿色、环保的“水溶胶”技术低温制备Sc2O3高k介电薄膜，这也是世界范围内首次利用廉价的溶胶技术制备该类介电材料。同时利用“水溶胶”技术和“水溶胶”诱导的“多元醇还原”技术分别制备n型InZnO和p型CuO半导体沟道层。测试结果表明Sc2O3高k介电材料的使用明显缩小了微电子器件的操作电压(从40 V降低到1.5 V)，仅利用一节干电池即可驱动，对低能耗微电子器件的研发具有重要的意义。“水性溶胶”技术的成功实施将推动微电子产业走向更加绿色环保的道路。该成果将对平板显示领域、生物和光探测领域、以及CMOS集成电路的应用开发有重要影响。

该研究工作同时得到了国家自然科学基金委【溶液法制备超薄高k介电层和InMZnO体系透明薄膜晶体管的关键问题研究，项目编号51472130；全水溶液工艺的高k介电薄膜的低温制备及TFT器件的集成，项目编号51572135】和山东省自然科学基金委（柔性衬底上基于ZnO合金的透明薄膜晶体管（TTFT）的研究，项目编号ZR2012FM020）专项资金的经费支持。