近期，程纲教授课题组在浮动离子栅调控Cd(OH)2@ZnO纳米线薄膜晶体管和紫外光检测器方面取得了新的进展，相关成果以“Cd(OH)2@ZnO nanowires thin-film transistor and UV photodetector with a floating ionic gate tuned by a triboelectric nanogenerator”为题，在国际著名刊物Nano Energy（IF=15.548, JCR一区）上表。

  文章链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.104808

  拥有高比表面积的纳米材料表面吸附离子，如O2-等，可以起到浮栅的作用，对纳米材料的电学和光电性能有重要的调节作用。基于此原理，我们提出了基于摩擦纳米发电机（TENG）的“表面离子栅（SIG）”技术。前期研究结果证明，无论是对于一维的ZnO纳米线，还是二维的MoS2薄膜，均可通过此技术实现气体离子吸附在其表面作为浮动栅极来调控半导体的光电传输特性。

  本文利用原子层沉积技术（ALD）在梳状电极上制备了Cd(OH)2@ZnO 纳米线薄膜晶体管（TFT），利用Cd(OH)2纳米线作为“骨架”制备了大比表面积、高灵敏度的ZnO薄膜晶体管和ZnO薄膜光电探测器（TFP）。在具有浮动离子栅的TFT中，随着TENG工作周期的控制，电流可以逐步调谐，电流的最大开关比达到4.0×105。在具有浮动离子栅的紫外光TFP中，光电流的开关比和恢复时间常数分别达到2.7×107和0.53s，灵敏度和恢复速度分别提高了1350倍和946倍。由于TENG的低成本和易操作性，基于TENG的浮动离子栅技术通过构建器件系统，为开发性能更高的新型电子和光电子纳米器件提供了一种新的有效的策略。

  硕士生郑明理是本文的第一作者，程纲教授和杜祖亮教授是本文的共同通讯作者。本工作得到国家自然科学基金委、河南省科技厅和河南大学的经费支持。

图：基于摩擦纳米发电机的“表面离子栅”调控结构示意简图（a）；ZnO纳米线薄膜晶体管在表面离子栅不同调控周期下的电流-电压曲线（b）及光电流曲线（c）和时间分辨的光电流开关曲线（d）。