国科大陈晨&湖南大学胡袁源Adv. Sci.：TiO₂插层策略实现高性能N型钙钛矿场效应晶体管

金属卤化物钙钛矿在场效应晶体管中展现出巨大潜力，但N型铅基钙钛矿FETs仍面临高缺陷密度、离子迁移和重复性差等关键挑战。

本研究国防科技大学陈晨和湖南大学胡袁源等人提出一种简单而有效的超薄TiO₂插层策略，从根本上改变了铅基钙钛矿FETs的制备方式。通过在钙钛矿薄膜沉积前预沉积超薄TiO₂层，我们成功制备出性能优异、重复性好且操作稳定的MAPbI₃ FETs。综合表征表明，TiO₂插层可增强前驱体润湿性、促进更大更均匀的晶粒形成、降低缺陷密度，并有效抑制非辐射复合和离子迁移。该方法的普适性通过成功扩展至2D Dion-Jacobson相钙钛矿得到验证。所制备的器件表现出优异的电学特性，包括高开关比、低迟滞和出色的稳定性。作为概念验证，我们还构建了全钙钛矿互补型反相器，展示了其在集成逻辑电路中的潜力。

本研究为高性能铅基钙钛矿FETs提供了一种具有广泛适用性的可靠制备方法。

文章亮点：

1. 简单高效的TiO₂插层策略：仅通过引入超薄TiO₂层，显著提升钙钛矿薄膜质量，实现高性能、高稳定性的N型Pb基钙钛矿FETs，解决了长期以来器件重复性差的问题。

2. 多功能性能提升：TiO₂层不仅改善薄膜形貌与结晶性，还通过能带调控引入n型掺杂效应，有效抑制离子迁移，提升器件光电性能与操作稳定性。

3. 广泛适用性与集成验证：方法成功应用于3D MAPbI₃及2D Dion-Jacobson相钙钛矿，首次实现室温工作的柔性Pb基FET，并构建全钙钛矿互补反相器，展示其在逻辑电路中的潜力。

J. Xia, X. Qiu, P.-A. Chen, et al. “ Enabling Robust N-Type Perovskite Field-Effect Transistors Through an TiO2 Interlayer Strategy.” Adv. Sci. (2025): e16610.

https://doi.org/10.1002/advs.202516610

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