Modification des pérovskites à base d'étain en deux dimensions par l'acide pentanoïque pour améliorer les performances des transistors à effet de champ

Comprendre et contrôler la nucléation et la cristallisation dans les films minces de pérovskite traités en solution est essentiel pour atteindre un transport élevé des porteurs de charge en plan dans les transistors à effet de champ (FET). Ce travail démontre une stratégie d'ingénierie additive simple et efficace utilisant l'acide pentanoïque (PA). Ici, le PA est introduit pour moduler le processus de cristallisation et améliorer le transport des porteurs de charge dans les FET en pérovskite (TEA)2 SnI4 . Il est révélé que le groupe carboxyle du PA est fortement coordonné au cation d'espacement TEAI et au cadre SnI6 4- dans la solution précurseur de pérovskite, induisant une nucléation hétérogène et réduisant l'oxydation indésirable de Sn2+ pendant la formation du film. Ces facteurs contribuent à une densité de défauts réduite et à une morphologie de film améliorée, y compris une rugosité de surface inférieure et une taille de grain plus grande, entraînant une performance globale améliorée du transistor. La densité de défauts réduite et la migration ionique diminuée conduisent à une mobilité des porteurs de charge de canal p de 0,7 cm² V-1 s-1 , soit plus de trois fois l'augmentation par rapport au dispositif de contrôle. Des études de transport de charge dépendant de la température démontrent une mobilité de 2,3 cm² V-1 s-1 à 100 K en raison de la mobilité ionique diminuée à basse température. Ce résultat illustre que la stratégie additive présente un grand potentiel pour réaliser des FET en pérovskite à base d'étain haute performance.