紫外辅助低温退火对锌锡氧化物纳米纤维场效应晶体管电学性能的影响

本文创新性地采用紫外(UV)辅助低温退火工艺制备锌锡氧化物(ZTO)纳米纤维场效应晶体管(FETs)，通过电纺丝技术结合可低温分解的硝化纤维素(NC)聚合物，在塑料基板耐受温度下实现优异电学性能：开关电流比>106、阈值电压-0.1V、界面陷阱密度6.3×1012 cm-2，为柔性电子器件开发提供新策略。

　　

Highlight

紫外辅助低温退火显著提升锌锡氧化物(ZTO)纳米纤维场效应晶体管(FETs)的电学性能。通过优化404 nm（预处理）和254 nm（后处理）紫外照射条件，器件展现出优异的开关特性与载流子传输能力。

Materials and methods

实验采用电纺丝技术制备ZTO纳米纤维：将五水合氯化锡(IV)、硝酸锌与硝化纤维素(NC)溶解于2-甲氧基乙醇/丙酮混合溶剂。通过热重分析(TGA)证实NC在183.1°C和275.3°C两阶段分解特性，为低温退火工艺提供理论依据。

Results and discussion

预处理紫外照射(Pre-F)器件表现最优：

• 开关比(I_on/I_off)达5.84×10⁶

• 阈值电压(V_th)低至-0.1V

• 饱和迁移率0.63 cm²V^-1s^-1

• 界面陷阱密度(N_t)仅6.3×10¹² cm^-2

紫外光子能量有效改善纳米纤维间及纤维/介电层界面粘附，减少电荷陷阱位点。

Conclusion

该研究突破传统高温退火限制，通过紫外-热协同效应在塑料基板兼容温度下实现高性能ZTO纳米纤维FETs制备，为柔性电子器件开发开辟新途径。