Cd(OH)2@ZnO纳米线薄膜晶体管及具有摩擦纳米发电机调控浮动离子栅的紫外光探测器

摘要： 纳米线薄膜表面吸附的离子（如O2-）可作为浮栅，显著调控薄膜的电子与光电子特性。但由于缺乏对表面离子的调控手段，这种浮离子栅尚未应用于电子与光电子纳米器件的开发。本研究基于摩擦纳米发电机（TENG）引发的气体放电效应，实现了Cd(OH)2@ZnO纳米线薄膜表面离子的可控调节，并以此浮离子栅为基础制备了薄膜晶体管（TFT）和薄膜光电探测器（TFP）。该浮离子栅TFT的电流可通过控制TENG工作循环次数实现阶梯式调控，最大开关比达4.0×105。在紫外光照射下的浮离子栅TFP中，光电流开关比与恢复时间常数分别达到2.7×107和0.53秒，灵敏度与恢复速度同步提升1350倍和946倍。研究确认O2-为纳米线薄膜表面离子并阐明了调控机制。由于TENG具有低成本、易操作的特点，基于TENG的浮离子栅技术为通过构建器件系统开发高性能新型电子与光电子纳米器件提供了可行方案。