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高性能绝缘栅薄膜晶体管的设计与物性研究

来源:
报告题目   高性能绝缘栅薄膜晶体管的设计与物性研究
报告人   廖蕾 教授
报告人单位   武汉大学
报告时间   2016-12-12
报告地点   合肥微尺度物质科学国家实验室九楼会议室(9004)
主办单位   合肥微尺度物质科学国家实验室、国际功能材料量子设计中心(ICQD)
报告介绍
报告摘要:
晶体管是现代历史中最重要的发明之一,是所有现代电器的关键主动元件。它的出现引发了现代社会的信息技术革命,对全球经济发展和人类进步产生了不可估量的影响。对于场效应晶体管来说,影响其性能的因素有很多,申请人将其归为三个方面:一方面是组成晶体管器件的材料,即半导体、金属和栅介质;另外一个方面是利用这些材料组成器件时,各个材料之间所形成的界面,即半导体/金属、栅介质/半导体和半导体/衬底之间的界面;最后一个方面是加工工艺与技术,加工工艺的精度主要受限于设备。所以为了获得高性能场效应晶体管,报告人主要针对前两个方面,即晶体管界面和晶体管材料进行研究。
薄膜晶体管是一种典型的绝缘栅场效应晶体管,现在已经应用在人造皮肤、柔性显示、射频标签和人体传感等领域。现有的薄膜晶体管一直是以低成本为主要特征,而低的迁移率限制了柔性薄膜晶体管在更为高端层次上的应用。因此,实现低成本、高性能的薄膜晶体管,将会大大拓宽其应用领域。实施的方案主要有两种,一种是寻找性能更加优良的半导体材料体系,另一种是改进现有的半导体薄膜材料。由于二维材料是单原子层晶体,本征迁移率很高,所以二维材料的出现给薄膜晶体管带来了新的思路。但是由于其表面缺乏悬挂键,直接沉积介电材料非常困难,常常会在界面产生缺陷,从而造成载流子的散射,所以在研制二维材料晶体管的过程中,晶体管的界面控制对晶体管性能的影响至关重要。另一方面传统的薄膜晶体管一直是以低成本为主要特征,但是较低的迁移率限制其在高端层次上的应用。对于传统的金属氧化物薄膜晶体管,器件工艺已经成熟,但是由于其金属氧化物薄膜大多是非晶或者多晶,缺乏有序有效的导电通道,所以迁移率较低,因此优化金属氧化物材料是提升晶体管性能的有效途径之一。
 
报告人简介:
  廖蕾男,博士,武汉大学教授。2004年,获武汉大学物理学院材料物理专业学士学位;2009年,获武汉大学物理学院材料物理与化学专业博士学位。其间,在中国科学院物理研究所联合培养,后赴新加坡南洋理工大学开展合作研究。2009年4月至2011年7月,在加州大学洛杉矶分校进行博士后工作,2011年7月份加入武汉大学物理学院,任职教授,微电子系主任。作为第一作者和通讯作者在Nature、PNAS、Nano Lett.、Adv. Mater.、JACS、ACS Nano等杂志上发表SCI论文70余篇,被邀请在Mater. Sci. & Eng. R, Mater. Today, Nano Today撰写综述多篇。所有论文被他引用6000多次,H因子46。获得2016年中国侨联贡献奖,2015年中组部青年拔尖人才,2012年国家自然科学优秀青年基金,湖北省自然科学一等奖(排名第二),教育部新世纪优秀人才。

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