钙钛矿发光晶体管及其制备方法

本发明属于电致发光，具体涉及一种钙钛矿发光晶体管及其制备方法。

背景技术：

1、公开号为cn116390517b的发明专利公开了一种钙钛矿发光晶体管，这类发光晶体管的工作是在栅极电压的辅助下，在沟道层感生出空穴沟道，源电极注入空穴后，通过沟道和空穴传输层注入到钙钛矿发光层内部，与漏电极经过电子传输层注入到钙钛矿发光层的电子复合发光。但是此类晶体管需要先沉积沟道层，再沉积源电极，再依次沉积空穴层，发光层，电子层和漏电极，制作工艺复杂，而且，沟道层和空穴层分别沉积，分别起沟道功能和空穴传输功能，器件结构复杂。公开号为10.1002/aelm.201800985的文献也公开了一种钙钛矿发光晶体管，硅衬底，氧化锌和氧化铟电子传输层，peie修饰层，钙钛矿发光层，源电极，漏电极和电极修饰层。在这种结构下，源极注入的电子通过氧化铟电子层(peie的作用是修饰功函，改善结晶)，注入到钙钛矿内，与由金电极注入的空穴复合发光，但是此类技术需要先沉积源电极，再制备钙钛矿薄膜，再沉积漏电极，制备工艺复杂；而且，此类器件的发光层主体对水氧极其敏感，需要封装测试或者在惰性气体保护下测试。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种结构简单，均匀面发光的钙钛矿发光晶体管及其制备方法。

2、本发明一方面，提供一种钙钛矿发光晶体管，包括栅极、介电层、沟道层、电子传输层，修饰层，钙钛矿发光层，空穴传输层以及源电极、漏电极；其中，所述栅极、所述介电层自下而上层叠设置，所述沟道层和所述电子传输层为同一层无机氧化物薄膜,沉积在介电层上方，所述修饰层，发光层，空穴传输层层设置在沟道层和电子传输层上方，所述源极和漏极分别设置在空穴传输层两侧，所述修饰层为聚乙烯吡咯烷酮聚合物。

3、可选的，所述栅极是单面氧化的掺杂硅，掺杂可以是n型掺杂，也可以是p型掺杂。

4、可选的，所述介电层为具有介电特性的氧化物，所述介电层的耐热温度大于等于500摄氏度，所述氧化物是二氧化硅，氧化铪，五氧化二钽中的一种。

5、可选的，所述同一层无机氧化物薄膜的材料为氧化锌，氧化锌锡，氧化铟，氮氧化锌的一种或者多种。

6、可选的，所述钙钛矿发光层为具有通式为abx3的半导体薄膜发光材料，a位离子为铯离子或有机阳离子，b位离子为铅离子或者锡离子，x位离子为氯离子，溴离子，碘离子的一种或者多种。

7、可选的，所述a位离子加入了二维钙钛矿材料。

8、可选的，所述空穴传输层为聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共-(4,4′-(n-(4-仲丁基苯基)二苯胺)](tfb)，聚(9-乙烯基咔唑)(pvk)，聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](ptaa)，或者n,n′-二(萘-1-基)-n,n′-二(苯基)联苯胺(npb)。

9、可选的，所述源电极为低功函数金属。

10、可选的，所述漏电极为高功函数金属。

11、本发明的另一面，提供了一种制备钙钛矿发光晶体管的方法，具体步骤包括：

12、s1:清洗掺杂硅基板并制备介电层；

13、s2:磁控溅射沟道/电子传输层；

14、s3:旋涂聚乙烯吡咯烷酮修饰层；

15、s4:旋涂钙钛矿发光层；

16、s5:旋涂空穴传输层；

17、s6:在所述空穴传输层上蒸镀非对称的共面源漏电极。

18、本发明的有益效果是：将沟道层与电荷传输层合为同一种高迁移率无机氧化物薄膜材料，简化了器件结构和制备工艺，同时，引入了聚乙烯吡咯烷酮聚合物作为修饰层，修饰后的器件，实现了均匀的绿光面发射。本技术的实现，有望为实现发光二极管和晶体管组合，实现显示矩阵的有源驱动提供一种新的思路，同时，为研究光电子器件中载流子的复合机制提供了重要平台。

技术特征：

1.一种钙钛矿发光晶体管，其特征在于，包括：栅极、介电层、沟道层、电子传输层，修饰层，钙钛矿发光层，空穴传输层以及源电极、漏电极；其中，所述栅极、所述介电层自下而上层叠设置，所述沟道层和所述电子传输层为同一层无机氧化物薄膜,沉积在介电层上方，所述修饰层，发光层，空穴传输层层设置在沟道层和电子传输层上方，所述源极和漏极分别设置在空穴传输层两侧，所述修饰层为聚乙烯吡咯烷酮聚合物。

2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿发光晶体管，其特征在于，所述栅极是掺杂硅基板，掺杂的方式为n型掺杂或p型掺杂中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种钙钛矿发光晶体管，其特征在于，所述介电层为具有介电特性的氧化物，所述介电层的耐热温度大于等于500摄氏度，所述氧化物是二氧化硅，氧化铪，五氧化二钽中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种钙钛矿发光晶体管，其特征在于，所述同一层无机氧化物薄膜的材料为氧化锌，氧化锌锡，氧化铟，氮氧化锌的一种。

5.根据权利要求1所述的一种钙钛矿发光晶体管，其特征在于，所述钙钛矿发光层为具有通式为abx3的半导体薄膜发光材料，a位离子为铯离子或有机阳离子，b位离子为铅离子或者锡离子，x位离子为氯离子，溴离子，碘离子的一种或者多种。

6.根据权利要求5所述的一种钙钛矿发光晶体管，其特征在于，所述a位离子加入了二维钙钛矿材料。

7.根据权利要求1所述的一种钙钛矿发光晶体管，其特征在于，所述空穴传输层为聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共-(4,4′-(n-(4-仲丁基苯基)二苯胺)](tfb)，聚(9-乙烯基咔唑)(pvk)，聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](ptaa)，或者n,n′-二(萘-1-基)-n,n′-二(苯基)联苯胺(npb)。

8.根据权利要求1所述的一种钙钛矿发光晶体管，其特征在于，所述源电极为低功函数金属。

9.根据权利要求1所述的一种钙钛矿发光晶体管，其特征在于，所述漏电极为高功函数金属。

10.一种制备如权利要求1至9任一项所述的钙钛矿发光晶体管的方法，其特征在于，所述方法包括：

技术总结
本发明提供一种钙钛矿发光晶体管及其制备方法，属于电致发光技术领域。本发明的钙钛矿发光晶体管包括：栅极、介电层、沟道层，电子传输层，修饰层，钙钛矿发光层，空穴传输层以及源电极、漏电极；其中，所述栅极,所述介电层层叠设置，所述沟道层和所述电子传输层为同一层无机氧化物薄膜,设置在介电层上方，所述修饰层，发光层，空穴传输层层设置在沟道层和电子传输层上方，所述源极和漏极分别设置在空穴传输层两边。本发明将沟道层与电子传输层合为同一种无机氧化物薄膜，简化了器件结构和制备工艺，同时，引入了一种聚乙烯吡咯烷酮聚合物作为修饰层，修饰后的器件，实现了均匀的绿光面发射。

技术研发人员：张星宇,李嘉,郭敏,胡煜峰,滕枫
受保护的技术使用者：北京交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19