DOI: 10.1021/acs.jpclett.1c00030

In2O3纳米纤维通常具有较高的截止电流，因此其导通/截止电流比较低，负阈值电压（Vth）较大。此外，对于Zn掺杂二元阳离子In2O3纳米纤维，当在高温下进行退火时，Zn元素的严重热扩散会导致其电性能下降。在此，研究者采用静电纺丝技术制备了具有可控Vth和化学计量的三元阳离子IAZO纳米纤维。IAZO纳米纤维中Al元素的存在使其微观结构在高退火温度下具有更好的均匀性、更低的表面缺陷和更好的金属-氧化物-金属晶格。本研究所制备的Al掺杂三元阳离子IAZO器件的导通/截止电流比提高至107，电子迁移率高达约10 cm2 V-1 s-1。此外，对于以高k AlOx作为介电层的低压运行FETs而言，其电子迁移率可提高到30 cm2 V-1 s-1，这对高性能透明电子设备具有重要意义。

图1.在600℃下退火的（a）In2O3，（b）InZnO和（c）IAZO-1.1纳米纤维的SEM图像。插图显示了单根纳米纤维在SEM图像中的对应缩放。（注：In:Al:Zn摩尔比=1:0.7％:8％，1:1.1％:8％，1:1.5％:8％，1:1.9％:8％的Al掺杂InZnO溶液分别标记为IAZO-0.7，IAZO-1.1，IAZO-1.5和IAZO-1.9。）（d）在600℃下制备的In2O3、InZnO和IAZO纳米纤维的空间XRD图谱。

图2.（a）单根IAZO-1.1纳米纤维的TEM图像。（b）IAZO-1.1纳米纤维的HRTEM图像和相应的选定区域电子衍射。（c）在（b）中用白框标记区域的HRTEM图像。（d）相应的EDS元素映射。插图显示了纳米纤维的整个映射图像。

图3.（a）In2O3、InZnO和IAZO FETs在Vds=30V时的传输曲线，插图显示了FET的示意图。（b）载流传输的示意图。（c）电荷传输路径的轨道轮廓示意图。

图4.（a）IAZO FETs在Vds=30V时的传输曲线，Al含量分别为0.7％，1.1％，1.5％和1.9％。（b）从传输曲线得出的相应Vth。（c）阈值电压取决于Al掺杂浓度。（d）电子迁移率取决于Al掺杂浓度。（e）以AlOx作为介电层的IAZO-1.1纳米纤维FET的输出特性。（f）Vds=3V时的相应传输曲线。