[发明专利]一种基于金属氧化物纳米纤维网络有源层的可拉伸薄膜晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种基于金属氧化物纳米纤维网络有源层的可拉伸薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在玻璃片上制备Al₂O₃牺牲层；

(2)在Al₂O₃牺牲层上静电纺丝制备金属氧化物纳米纤维隔离层；

(3)在金属氧化物纳米纤维隔离层上静电纺丝制备得到金属氧化物纳米纤维有源层；

(4)在金属氧化物纳米纤维有源层上喷涂CNTs或银纳米线制备源漏电极；

(5)将金属氧化物纳米纤维隔离层、有源层和源漏电极通过浇筑弹性体溶液封装包裹在高分子弹性体中，形成封装层；

(6)通过在刻蚀液中刻蚀Al₂O₃牺牲层，将步骤(5)中的封装层剥离下来，将所述封装层作为柔性衬底；

(7)利用旋涂法在所述金属氧化物纳米纤维隔离层上制备超薄可拉伸介电层；

(8)在所述超薄可拉伸介电层上利用刮涂或点胶液态金属制备栅电极；

步骤(1)中所述Al₂O₃牺牲层具体的制备方法为：

将Al(NO₃)₃·9H₂O溶解在N,N-二甲基甲酰胺配制成浓度为0.3～1mmol/mL的Al₂O₃前驱体溶液；将Al₂O₃前驱体溶液旋涂在玻璃基片上；在120～150℃加热板上烘烤10～30min，将玻璃基片放入马弗炉中在500～700℃高温下煅烧处理1～3h，制得具有Al₂O₃牺牲层的玻璃基片；

步骤(2)中所述的金属氧化物纳米纤维隔离层的材料为Zr₂O₃纳米纤维，所述Zr₂O₃纳米纤维隔离层的具体制备方法为：

将Zr(CH₃COO)₃、聚乙烯吡咯烷酮和二甲基甲酰胺按照1:2:10的质量比混合配置成Zr(CH₃COO)₃/PVP前驱体溶液,加入2％wt的冰乙酸防止Zr(CH₃COO)₃水解；将Zr(CH₃COO)₃/PVP前驱体溶液以0.5mL/h的速度注射出来，在15kV的电压下，在Al₂O₃牺牲层的玻璃基片上收集得到纳米纤维复合物；将纳米纤维复合物放入马弗炉中，在500～700℃高温下煅烧处理1～3h，得到Zr₂O₃纳米纤维隔离层；

步骤(3)中所述金属氧化物纳米纤维有源层具体制备方法为：将锌、铝、镁、钛、镓、锶、钆、铪、钪、锆、钕、钽、镨等金属元素盐中的一种或两种和金属铟盐一起与PVP和DMF的混合均匀，配置成前驱体溶液；将前驱体溶液注入注射泵内，从金属针头注射出，在电压作用下，在Zr₂O₃纳米纤维上收集得到纳米纤维复合物；将纳米纤维复合物放置在加热板烘烤，在紫外灯下处理，最后放入马弗炉中，高温煅烧处理后，得到纳米纤维有源层；

步骤(4)中喷涂沉积CNTs时，用掩模版图像化，作为源漏电极，其电阻为100Ω/sq，其中沟道宽度为1000μm，沟道长度为300μm。

2.根据权利要求1所述的基于金属氧化物纳米纤维网络有源层的可拉伸薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的Al₂O₃牺牲层的厚度为100nm～1000nm。

3.根据权利要求1所述的基于金属氧化物纳米纤维网络有源层的可拉伸薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述的弹性体溶液为TPU/DMF，其浓度为50～200mg/mL。

4.根据权利要求1所述的基于金属氧化物纳米纤维网络有源层的可拉伸薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，步骤(6)中所述的刻蚀溶液是NaOH溶液或KOH溶液，浓度为0.5～2mmol/mL。