High performance homo-junction field-effect transistor memory devices were prepared using solution processed transparent lithium-doped zinc oxide thin films for both the ferroelectric and semiconducting active layers. A highest field-effect mobility of 8.7 cm2/Vs was obtained along with an Ion/Ioff ratio of 106. The ferroelectric thin film transistors showed a low sub-threshold swing value of 0.19 V/dec and a significantly reduced device operating voltage (±4 V) compared to the reported hetero-junction ferroelectric transistors, which is very promising for low-power non-volatile memory applications.

1.
H.
Tanaka
,
Y.
Kaneko
, and
Y.
Kato
,
Jpn. J. Appl. Phys.
47
,
7527
(
2008
).
2.
M.
Brandt
,
H.
Frenzel
,
H.
Hochmuth
,
M.
Lorenz
,
M.
Grundmann
, and
J.
Schubert
,
J. Vac. Sci. Technol. B
27
,
1789
(
2009
).
3.
K. H.
Lee
,
G.
Lee
,
K.
Lee
,
M. S.
Oh
,
S.
Im
, and
S. M.
Yoon
,
Adv. Mater.
21
,
4287
(
2009
).
4.
C. H.
Park
,
K. H.
Lee
,
B. H.
Lee
,
M. M.
Sung
, and
S.
Im
,
J. Mater. Chem.
20
,
2638
(
2010
).
5.
Y.
Kaneko
,
Y.
Nishitani
,
H.
Tanaka
,
M.
Ueda
,
Y.
Kato
,
E.
Tokumitsu
, and
E.
Fujii
,
J. Appl. Phys.
110
,
084106
(
2011
).
6.
S. M.
Yoon
,
S.
Yang
, and
S. H. K.
Park
,
J. Electrochem. Soc.
158
,
H892
(
2011
).
7.
T.
Miyasako
,
M.
Senoo
, and
E.
Tokumitsu
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
162902
(
2005
).
8.
T.
Miyasako
,
B. N. Q.
Trinh
,
M.
Onoue
,
T.
Kaneda
,
P. T.
Tue
,
E.
Tokumitsu
, and
T.
Shimoda
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
173509
(
2010
).
9.
S. M.
Yoon
,
S. H.
Yang
,
S. W.
Jung
,
C. W.
Byun
,
S. H. K.
Park
,
C. S.
Hwang
, and
H.
Ishiwara
,
Electrochem. Solid. State Lett.
13
,
H141
(
2010
).
10.
S. M.
Yoon
,
S.
Yang
,
C.
Byun
,
S. H. K.
Park
,
D. H.
Cho
,
S. W.
Jung
,
O. S.
Kwon
, and
C. S.
Hwang
,
Adv. Funct. Mater.
20
,
921
(
2010
).
11.
B. H.
Kim
,
C. W.
Byun
,
S. M.
Yoon
,
S. H.
Yang
,
S. W.
Jung
,
M. K.
Ryu
,
S. H. K.
Park
,
C. S.
Hwang
,
K. I.
Cho
,
O. S.
Kwon
,
E. S.
Park
,
H. C.
Oh
,
K. H.
Kim
, and
K. C.
Park
,
IEEE Electron Device Lett.
32
,
324
(
2011
).
12.
S. M.
Yoon
,
S.
Yang
,
M. K.
Ryu
,
C. W.
Byun
,
S. W.
Jung
,
S. H. K.
Park
,
C. S.
Hwang
, and
K. I.
Cho
,
IEEE Trans. Electron Devices
58
,
2135
(
2011
).
13.
P. F.
Carcia
,
R. S.
McLean
,
M. H.
Reilly
,
G.
Nunes
,
Appl. Phys. Lett.
82
,
1117
(
2003
).
14.
B. S.
Ong
,
C.
Li
,
Y.
Li
,
Y.
Wu
, and
R.
Loutfy
,
J. Am. Chem. Soc.
129
,
2750
(
2007
).
15.
G.
Adamopoulos
,
S.
Thomas
,
D. D. C.
Bradley
,
M. A.
McLachlan
, and
T. D.
Anthopoulos
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
123503
(
2011
).
16.
P. K.
Nayak
,
J.
Jang
,
C.
Lee
, and
Y.
Hong
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
193503
(
2009
).
17.
G.
Adamopoulos
,
A.
Bashir
,
S.
Thomas
,
W. P.
Gillin
,
S.
Georgakopoulos
,
M.
Shkunov
,
M. A.
Baklar
,
N.
Stingelin
,
R. C.
Maher
,
L. F.
Cohen
,
D. D. C.
Bradley
, and
T. D.
Anthopoulos
,
Adv. Mater.
22
,
4764
(
2010
).
18.
A.
Onodera
,
N.
Tamaki
,
Y.
Kawamura
,
T.
Sawada
, and
H.
Yamashita
,
Jpn. J. Appl. Phys.
35
,
5160
(
1996
).
19.
M.
Joseph
,
H.
Tabata
, and
T.
Kawai
,
Appl. Phys. Lett.
74
,
2534
(
1999
).
20.
X. S.
Wang
,
Z. C.
Wu
,
J. F.
Webb
, and
Z. G.
Liu
,
Appl. Phys. A
77
,
561
(
2003
).
21.
Dhananjay
,
J.
Nagaraju
, and
S. B.
Krupanidhi
,
J. Appl. Phys.
99
,
034105
(
2006
).
22.
Dhananjay
,
S.
Singh
,
J.
Nagaraju
, and
S. B.
Krupanidhi
,
Appl. Phys. A
88
,
421
(
2007
).
23.
P. K.
Nayak
,
J. H.
Yang
,
J.
Kim
,
S. J.
Chung
,
J.
Jeong
,
C.
Lee
, and
Y.
Hong
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
42
,
035102
(
2009
).
24.
T. S.
Böscke
,
J.
Müller
,
D.
Bräuhaus
,
U.
Schröder
, and
U.
Böttger
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
102903
(
2011
).
25.
M. A.
Khan
,
U. S.
Bhansali
, and
H. N.
Alshareef
,
Org. Electron.
12
,
2225
(
2011
).
You do not currently have access to this content.