High-Performance Flexible Hybrid Field-Effect Transistors Based on Cellulose Fiber Paper

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作者
E. Fortunato,N. Correia,P. Barquinha,L. Pereira,G. Goncalves,R. Martins
出处
期刊:IEEE Electron Device Letters [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:29 (9): 988-990 被引量:247
标识
DOI:10.1109/led.2008.2001549
摘要

In this letter, we report for the first time the use of a sheet of cellulose-fiber-based paper as the dielectric layer used in oxide-based semiconductor thin-film field-effect transistors (FETs). In this new approach, we are using the cellulose-fiber-based paper in an ldquointerstraterdquo structure since the device is built on both sides of the cellulose sheet. Such hybrid FETs present excellent operating characteristics such as high channel saturation mobility,(> 30 cm 2 / vs drain-source current on/off modulation ratio of approximately 10 4 , near-zero threshold voltage, enhancement n-type operation, and subthreshold gate voltage swing of 0.8 V/decade. The cellulose-fiber-based paper FETs' characteristics have been measured in air ambient conditions and present good stability, after two months of being processed. The obtained results outpace those of amorphous Si thin-film transistors (TFTs) and rival with the same oxide-based TFTs produced on either glass or crystalline silicon substrates. The compatibility of these devices with large-scale/large-area deposition techniques and low-cost substrates as well as their very low operating bias delineates this as a promising approach to attain high-performance disposable electronics like paper displays, smart labels, smart packaging, RFID, and point-of-care systems for self-analysis in bioapplications, among others.
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