基于铁电栅石墨烯晶体管的柔性存储器关键材料与机理研究

基本信息
批准号:51372130
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:谢丹
学科分类:
依托单位:清华大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:方华军,张兆华,冯婷婷,徐建龙,田禾,赵海明,李刚
关键词:
石墨烯场效应晶体管存储器铁电材料柔性
结项摘要

With the rapid development of flexible electronic technology, flexible nonvolatile memory shows a broad application prospects. Flexible nonvolatile memory based on organic field-effect transistors is still facing some problems such as slow write/read speed, high operating voltage, poor retention performance, low storage capacity,etc. Therefore, exploring new materials in the application of the flexible storage has important theoretical significance and application value. This project will employ graphene, which shows excellent characteristics in terms of high mobility, transparency, flexibility, low-cost and compatibility with flexible integrated circuits, combined with organic ferroelectric polymer P(VDF-TrFE) to prepare nonvolatile graphene-based field effect transistor (G-FET) memory on flexible substrate. We will establish and optimize the theoretical model of the transport properties in ferroelectric-gated G-FET, and thoroughly investigate the effect of ferroelectric polarization on carrier transport behavior in graphene and the memory performance. The device structure and process parameters will be simulated and optimized. The growth process of large area, continuous graphene films and the transfer method, as well as the preparation of high-performance P(VDF-TrFE) thin films will also be studied and further improved. We will also explore the interface characteristics between graphene and P(VDF-TrFE) film, and analyze the microscopic mechanism. Memory devices with excellent performance will be ultimately achieved, providing research examples and ways for the application of graphene in large-area, low-cost, flexible nonvolatile memory.

随着柔性电子技术的飞速发展,柔性存储器将具有广泛的应用前景。基于有机半导体材料的场效应晶体管柔性存储器目前还面临着读写速度慢、操作电压高、保持性能差、存储容量低等问题,因此探索新材料在柔性存储中的应用具有重要的理论意义和应用价值。本项目将利用石墨烯高迁移率、透明、柔性、低成本及可实现柔性集成的特点,结合有机铁电聚合物P(VDF-TrFE),制备基于柔性衬底的石墨烯场效应晶体管(G-FET)存储器。建立并完善铁电栅G-FET器件的理论模型,深入理解铁电极化对石墨烯载流子输运行为的影响及其对存储效应的调控作用;模拟器件结构和工艺参数,并进行优化设计;研究并优化大面积、连续的石墨烯薄膜的生长和转移工艺以及高性能的P(VDF-TrFE)薄膜的制备工艺;探索石墨烯与铁电栅的界面特性,对其微观机制进行分析;最终获得性能优良的存储器件,为石墨烯在大面积、低成本的柔性存储器中的应用提供研究思路和实现途径。

项目摘要

本项目对基于石墨烯场效应晶体管(GFETs)的有机铁电双栅结构新型存储器进行研究,探索其在柔性存储应用中的关键科学问题。本项目从关键材料制备、器件结构设计、电学特性分析、存储机理研究以及柔性化关键技术等方面进行系统性的研究工作。首先,对关键性材料石墨烯的化学气相沉积(CVD)制备方法进行了研究,对所制备的石墨烯薄膜的品质、电导率、透过率等一系列物理特性进行了表征。在此基础上,设计并制备了GFETs,通过改变栅介质的类型和厚度等特征,获得石墨烯与栅介质间界面态特性对石墨烯中载流子输运行为的调控机制。进而将有机铁电P(VDF-TrFE)薄膜应用到GFETs中,以石墨烯作为沟道材料,设计并制备了具有双栅结构的有机铁电栅石墨烯场效应晶体管器件。针对有机铁电薄膜独特的制备工艺,设计并改进了有机铁电栅顶栅晶体管的制备工艺,探索了双栅调控下,石墨烯中载流子的输运特性,获得了有机铁电栅控下,石墨烯铁电存储器的存储机制和存储特性,并对其柔性化关键工艺技术进行研究,最终实现了柔性石墨烯存储器件,获得了较好的电学及存储特性。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
2

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

DOI:10.7498/aps.70.20210004
发表时间:2021
3

二维MXene材料———Ti_3C_2T_x在钠离子电池中的研究进展

二维MXene材料———Ti_3C_2T_x在钠离子电池中的研究进展

DOI:10.19964/j.issn.1006-4990.2020-0450
发表时间:2021
4

上转换纳米材料在光动力疗法中的研究进展

上转换纳米材料在光动力疗法中的研究进展

DOI:
发表时间:2017
5

不同交易收费类型组合的电商平台 双边定价及影响研究

不同交易收费类型组合的电商平台 双边定价及影响研究

DOI:10.13956 /j.ss.1001-8409.2018.07.26
发表时间:2018

谢丹的其他基金

批准号:81572359
批准年份:2015
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81730072
批准年份:2017
资助金额:290.00
项目类别:重点项目
批准号:51475400
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:51672154
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:30972884
批准年份:2009
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:51805448
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51105321
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31200071
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60601003
批准年份:2006
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51072089
批准年份:2010
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:30300401
批准年份:2003
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31571327
批准年份:2015
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:91631111
批准年份:2016
资助金额:83.00
项目类别:重大研究计划
批准号:31771426
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81172340
批准年份:2011
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:30772334
批准年份:2007
资助金额:29.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

铁电栅场效应晶体管存储器的单粒子效应研究

批准号:61274107
批准年份:2012
负责人:唐明华
学科分类:F0406
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
2

柔性有机薄膜晶体管非易失性存储器:碳基纳米悬浮栅的存储机理及应用

批准号:61675143
批准年份:2016
负责人:王穗东
学科分类:F0502
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
3

全溶液法构建核心体系制备柔性浮栅有机晶体管非易失性存储器的研究

批准号:61774071
批准年份:2017
负责人:王伟
学科分类:F0404
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
4

石墨烯柔性气体传感器关键材料、工艺与敏感特性研究

批准号:51672154
批准年份:2016
负责人:谢丹
学科分类:E0203
资助金额:62.00
项目类别:面上项目