菠菜导航网228118王海波教授课题组在锡基钙钛矿场效应晶体管领域取得突破性进展。针对锡基钙钛矿晶体管中的高背景载流子浓度的问题，该研究工作说明了其背景载流子不仅来自于锡氧化和锡空位，还来源有机阳离子的迁移。通过氢键的抑制和薄膜质量的优化，其场效应晶体管表现出了较高的载流子迁移率和优异的运行稳定性。

图1（a）采用不同锡补偿剂制备的FASnI₃FETs。F^-和FA⁺离子之间的氢键有效地抑制了有机阳离子迁移，使器件表现出较好的场效应特性。（b）采用氟代低维有机阳离子制备的锡基钙钛矿晶体管，其表现出较好的器件性能和操作稳定性。

尽管有机-无机混合钙钛矿表现出了卓越的半导体性能，但它们在场效应晶体管（FETs）中的应用仍然受到限制。离子迁移是钙钛矿晶体管面临的重要挑战，它可能导致施加的栅场的屏蔽效应和显著的滞后现象。本研究旨在探索离子迁移对基于锡的钙钛矿FET性能的影响。通过对比不同Sn补偿剂的影响，说明了FASnI₃FETs中FA⁺的离子迁移导致了较大的回滞和操作不稳定性。从而揭示出了FASnI₃FETs中的高背景载流子浓度不仅来自于Sn²⁺的氧化和空位，还来自于FA⁺离子的迁移，这对锡基钙钛矿晶体管提出了新的理解。FA⁺和F^-离子之间的氢键能够有效的抑制离子迁移，不仅降低了背景载流子浓度，而且提高了晶体管的操作稳定性。采用氟代的低维有机阳离子添加剂制备的锡基钙钛矿晶体管，有效载流子迁移率达到了30 cm²/Vs，电流开关比为10⁷，在循环测试过程中表现出了优秀的操作稳定性。

菠菜导航网228118博士生杨雯舒为第一作者，吉林大学王海波教授和长春应化所秦川江研究员为通讯作者，感谢张立军教授对该工作的帮助与支持。该工作得到了国家自然科学基金和吉林省自然科学基金项目的资助。

相关文章：Enhancing Stability and Performance in Tin-Based Perovskite Field-Effect Transistors Through Hydrogen Bond Suppression of Organic Cation Migration，Advanced Materials，2024，2313461。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202313461