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| 酸化亜鉛系トランジスタ |
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2023-10-07T15:16:13+0900 |
Homemade Thin-Film Transistor Experiments
前駆体溶液の溶媒は2-プロパノール（っていうかこれイソプロピルアルコールか）
硝酸亜鉛からの生成
酢酸亜鉛からの方が安心できそう
ジエチル亜鉛を溶媒で希釈したものをスプレーで吹き付け、常圧、比較的低温（~200度）での加熱で成膜
酸化亜鉛薄膜の形成と物性・デバイス応用(2019)
https://www.jstage.jst.go.jp/article/vss/62/7/62_20180376/_pdf/-char/ja
溶液法の説明ある
酢酸亜鉛とモノエタノ ールアミンを 2-メトキシエタノールに溶かした亜鉛濃度 0.3 mol/L のものを前駆体溶液とし使い酸化亜鉛薄膜を形成した。前駆体溶液をガラス基板上にスピンコート塗布と中間乾燥を繰り返し，最終焼結を経て成膜が完了する。最終焼結温度を 300℃，400℃，500℃ と変化させて X 線回折測定を行った結果，500℃で c 軸配向が確認さ れ，多結晶膜が形成されていることが分かった。続けてトランジスタを試作すると，c 軸配向が得られた場合に限りトランジスタ動作が確認された。
ゾルゲル法では，加熱により中間生成物（水酸化物） を経て，酸化物が形成されるため，中間乾燥工程の温度も膜質に大きな影響を与えると予想される。そこで，最終焼結条件を空気中 500℃，4 時間に固定し，中間乾燥温度のみを 150℃，180℃，240℃，300℃と変化させ， 膜の平坦性と抵抗値を測定し，トランジスタを作製した。その結果，中間乾燥温度が 150℃，180℃ では，膜 の二乗平均粗さが 5 nm を超える粗さを示し，X 線回折 でも c 軸配向した膜は得られず，トランジスタ動作も得られないという結果となった。一方，240℃，300℃ の中間乾燥を経た膜では粗さが 1 nm 程度と平坦でc 軸配 向した膜が得られ，トランジスタ動作が確認された。
大気中でパルスレーザーで成膜
Direct Light Pattern Integration of Low-Temperature Solution-Processed All-Oxide Flexible Electronics
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/nn504420r
A performance comparison between honey and water as electrolytic dielectrics for ZnO liquid-gated transistors
https://link.springer.com/article/10.1007/s00339-023-06565-6
なぜ蜂蜜を誘電体に使おうと思ったのか、、、
Sweet Electronics: Honey-Gated Complementary Organic Transistors and Circuits Operating in Air https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202103183
https://phys.org/news/2017-09-honey-cost-effective-non-toxic-substitute-graphene.html
Effect of the gate electrodes/water interface on the performance of ZnO-based water gate field-effect transistors
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1369800122005741
High-mobility low-temperature ZnO transistors with low-voltage operation(2010)
https://doi.org/10.1063/1.3428357
Sub-0.5 V Highly Stable Aqueous Salt Gated Metal Oxide Electronics(2015)
https://www.nature.com/articles/srep13088
ゲートをDI Water、NaCl溶液、KCl溶液とかで比べてる
当たり前だけど直接液体が誘電体に触れちゃダメなのか、うまくZnOのとこにだけ当たるように調整する必要がある
Structural and electrical properties of ZnO films prepared by screen printing technique(2005)
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040609000017879
Sol–gel-deposited ZnO thin films: A review
https://doi.org/10.1016/j.mseb.2010.07.001
Synthesis of ZnO sol–gel thin-films CMOS-Compatible
https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2021/ra/d1ra02241e
Fabrication of Flexible Metal Oxide Thin Film Transistor by Indigenously Developed Spray Pyrolysis Unit
https://iopscience.iop.org/article/10.1149/08801.0129ecst/meta
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1455/1/012023/pdf
スプレー熱分解だけど前駆体溶液はDI Water、酢酸、メタノールだけ
PVAはむしろDielectricとして使ってる。0.5g/10mlなので50g/1000ml 5wit %
つまり10wit% PVAなら5ml＋DIwater 5mlでいいのかな