铁电晶体管存储器具有快速开关、高密度、非挥发性存储等特点，因而受到广泛关注。其中，提高电荷载流子迁移率以及有效降低金属／半导体界面处的接触电阻，对于进一步提升器件性能并拓展至更为宽广的应用领域具有核心意义。近年来，我校港澳宝典资料大全、固体微结构物理国家重点实验室、人工微结构科学与技术协同创新中心的施毅教授、李昀副教授课题组在铁电晶体管存储器的研究中取得一系列重要突破。
此外，课题组首次研究了有机铁电晶体管存储器中的接触电阻问题，实验发现界面钝化方法显著降低金属／半导体界面处的接触电阻，从而为有机铁电晶体管存储器中的电荷有效注入、性能提高以及能耗降低提供有效的解决途径（图1b）。相关成果以Reducing contact resistance in ferroelectric organic transistors by buffering the semiconductor/dielectric interface为题发表在Applied Physics Letters上（Applied Physics Letters, 107, 053304, 2015）。
这一系列工作是在电子学院李昀副教授和施毅教授的指导下完成的，研究工作得到国家自然科学基金面上及青年项目、江苏省自然科学基金青年项目、NSFC-JSPS中日交流项目的资助。
图 1 (a) 通过钝化层抑制界面极化紊乱效应并获得高性能铁电有机晶体管存储器。
(b) 界面钝化方法有效降低器件的接触电阻。
为解决有机铁电晶体管器件中低载流子迁移率的问题，团队采用了一种新颖的界面钝化方法，即在铁电聚合物层和有机半导体层之间插入一层超薄聚合物绝缘体作为钝化层，有效地降低铁电层在界面处的极化紊乱现象，使得载流子迁移率提升近一个量级，并展现出迄今同类器件中最高纪录（图1a）。相关成果以Boost Up Carrier Mobility for Ferroelectric Organic Transistor Memory via Buffering Interfacial Polarization Fluctuation为题发表在Scientific Reports上（Scientific Reports, 4, 7227, 2014）。(b) 界面钝化方法有效降低器件的接触电阻。
此外，课题组首次研究了有机铁电晶体管存储器中的接触电阻问题，实验发现界面钝化方法显著降低金属／半导体界面处的接触电阻，从而为有机铁电晶体管存储器中的电荷有效注入、性能提高以及能耗降低提供有效的解决途径（图1b）。相关成果以Reducing contact resistance in ferroelectric organic transistors by buffering the semiconductor/dielectric interface为题发表在Applied Physics Letters上（Applied Physics Letters, 107, 053304, 2015）。
图 2 基于非晶氧化物半导体的高性能铁电晶体管存储器。
近期，课题组又与日本物质材料研究所（NIMS）的塚越一仁研究员的小组合作，成功制备出迄今最高性能的基于氧化物半导体的铁电晶体管存储器。团队选用氧化铟硅作为半导体层，铁电聚合物作为绝缘层，发现加热退火过程中界面处电荷转移效应大幅提高半导体层中的载流子迁移率。此外，存储器具有优异的数据保持性能，快达0.2毫秒的数据状态转换速度。相关成果以High-performance non-volatile field-effect transistor memories using an amorphous oxide semiconductor and ferroelectric polymer为题发表在Journal of Materials Chemistry C上（Journal of Materials Chemistry C, 4, 7917, 2016），并被遴选为当期背封面重点推荐文章。课题组以中国传统山水画风格设计该背封面，以游动的鱼寓意存储器件中高迁移率的电荷载流子，瀑布代表快速的数据转换过程，湖水暗喻长时间的数据保持，钤印“铁电”以署明以上优异性能的承载者（图2）。这一系列工作是在电子学院李昀副教授和施毅教授的指导下完成的，研究工作得到国家自然科学基金面上及青年项目、江苏省自然科学基金青年项目、NSFC-JSPS中日交流项目的资助。
