研究人员使用铁电性来减轻金属壁孔孔的离子运输

物理学家发现了一种新的方法来创建晶体管，利用在下一代发光二极管（LED）和太阳能电池中闻名的材料。亚博网站下载

科学家已经克服了通过晶体管通过电子电流流干预材料离子含量的问题。这一发现可能打开了研究负担得起的电子设备的绿色电子组件的大门。

在过去的10年中，解决方案处理的金属壁钙化物（杂交金属有机材料）一直是经济高效的太阳能电池和LED的中心研究。

钙钛矿表现出在相对较低的温度下进行处理的潜力，因此被视为硅替代品的替代品，不仅用于制造太阳能电池，还用于晶体管。晶体管被认为是集成电路的构建块，也是许多电子设备中的主要组件。

晶体管通过栅极系统的功能：电子在“源”和“排水器”之间流动，其流动由应用于“门”的电场调节。晶体管中离子的发生阻碍了电子电流的流动，从而使晶体管无法正常工作。

金属 - 卤化物钙钛矿富含离子。在将电场涂在钙钛矿上时，这些离子通过冲向大门并堆积在那里来对电场做出反应。这有效地阻断了源和排水管之间的电子流。

为了克服这种干扰，研究人员在过去的十年中一直在寻找阻碍离子的方法，这将有助于操纵它们以减少对钙钛矿晶体管的有害影响。

来自巴斯大学德国的Max Planck聚合物研究所（MPIP）发现了钙钛矿问题的解决方案。这使材料可以在室温下充当晶体管。

该设备被“欺骗”以忽略材料的离子含量，通过绕过从栅极到晶体管的不同部分的电动物种绕过该材料的离子含量，在那里它们无法干扰当前的流动。

到目前为止，，，，钙壶中离子的存在使脑晶晶型在晶体管中的使用挑战。我们认为这很可耻，因为钙壶是非常有希望的半导体材料亚博网站下载。

BATH大学物理学系研究首席研究员Kamal Asadi

阿萨迪继续说道：“在室温下，，，，钙钛矿’S离子很机动。人们求助于降低温度以使钙钛矿晶体管工作，因为在低温下，离子移动较低。但是在现实生活中，，，，这意味着我们的基于钙钛矿的小工具只能在冰箱或南极洲可靠地运行。”

“我们从不同的角度看了问题。我们修改了晶体管的构造，而不是修改材料，，，，导致晶体管额外，，，，辅助门。然后将离子推到辅助门并固定在位。然后，，，，当您应用门电场时，，，，电子现在看到门场，，，，对此做出反应，，，，并建立了源和排水之间的电子流，”阿萨迪补充说。

研究人员将铁电层沉积到晶体管上以创建辅助门。铁电剂是介电材料，当外部电场关闭时表现出稳定的极化。亚博网站下载它们可以刺激巨大的表面电荷，以吸引离子并将其保留在位置，从而清除电子流的大门。浴缸研究人员是第一个使用铁电性概念来减轻离子运输的人。

将离子从运输通道推开只能通过辅助门材料来实现亚博网站下载，，，，例如铁电或电解质。我们之所以选择铁电聚合物，是因为它们的兼容性和在钙钛矿层顶部的易用性。

Max Planck聚合物研究所研究第一作者Beomjin Jeong博士

参与该项目的研究人员期望对他们开发的平台广泛兴趣，而其他科学家则扩大了具有高表面电荷密度的材料的追求，可以与钙钛矿结合。亚博网站下载

铁电层实现的晶体管通道中离子的正确控制水平对于其他需要同时控制电子和离子的应用。

期刊参考：

Jeong，B.，等。（2021）室温卤化物钙钛矿通过离子运输缓解措施。高级材料亚博网站下载。doi.org/10.1002/adma.202100486。

来源：https://www.bath.ac.uk/