DOI: 10.1021/acs.jpclett.1c00030
In2O3納米纖維通常具有較高的截止電流，因此其導通/截止電流比較低，負閾值電壓（Vth）較大。此外，對于Zn摻雜二元陽離子In2O3納米纖維，當在高溫下進行退火時，Zn元素的嚴重熱擴散會導致其電性能下降。在此，研究者采用靜電紡絲技術制備了具有可控Vth和化學計量的三元陽離子IAZO納米纖維。IAZO納米纖維中Al元素的存在使其微觀結構在高退火溫度下具有更好的均勻性、更低的表面缺陷和更好的金屬-氧化物-金屬晶格。本研究所制備的Al摻雜三元陽離子IAZO器件的導通/截止電流比提高至107，電子遷移率高達約10 cm2 V-1 s-1。此外，對于以高k AlOx作為介電層的低壓運行FETs而言，其電子遷移率可提高到30 cm2 V-1 s-1，這對高性能透明電子設備具有重要意義。
圖1.在600℃下退火的（a）In2O3，（b）InZnO和（c）IAZO-1.1納米纖維的SEM圖像。插圖顯示了單根納米纖維在SEM圖像中的對應縮放。（注：In:Al:Zn摩爾比=1:0.7％:8％，1:1.1％:8％，1:1.5％:8％，1:1.9％:8％的Al摻雜InZnO溶液分別標記為IAZO-0.7，IAZO-1.1，IAZO-1.5和IAZO-1.9。）（d）在600℃下制備的In2O3、InZnO和IAZO納米纖維的空間XRD圖譜。
圖2.（a）單根IAZO-1.1納米纖維的TEM圖像。（b）IAZO-1.1納米纖維的HRTEM圖像和相應的選定區域電子衍射。（c）在（b）中用白框標記區域的HRTEM圖像。（d）相應的EDS元素映射。插圖顯示了納米纖維的整個映射圖像。
圖3.（a）In2O3、InZnO和IAZO FETs在Vds=30V時的傳輸曲線，插圖顯示了FET的示意圖。（b）載流傳輸的示意圖。（c）電荷傳輸路徑的軌道輪廓示意圖。
圖4.（a）IAZO FETs在Vds=30V時的傳輸曲線，Al含量分別為0.7％，1.1％，1.5％和1.9％。（b）從傳輸曲線得出的相應Vth。（c）閾值電壓取決于Al摻雜濃度。（d）電子遷移率取決于Al摻雜濃度。（e）以AlOx作為介電層的IAZO-1.1納米纖維FET的輸出特性。（f）Vds=3V時的相應傳輸曲線。
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