我院電子信息系強蕾博士于2020年立項1項海南省高等學校科學研究重點項目（氧化铟及其薄膜晶體管遷移率特性與應用研究，Hnky2020ZD-21）。該項目以氧化铟為代表的透明氧化物是一種新型透明半導體功能材料，具有禁帶寬、電阻率低和催化活性高等特點，被大量應用于氣體傳感器、催化劑以及光電行業等高新技術領域和軍事領域。同時，有着高透過率等優點的氧化铟薄膜晶體管也在顯示界備受青睐。本項目拟通過分析氧化铟中内部載流子運輸機制，研究氧化铟遷移率特性，明确遷移率特性與材料本身的相關性，提出氧化铟的缺陷表征及工藝評價方法。在此基礎上，結合實驗研究和理論分析，對氧化铟薄膜晶體管的結構、參數與物理效應之間的關系進行表征；為相關的電路設計和仿真提供應用支持，并可應用于氧化铟薄膜晶體管的性能表征與評價。
經過三年多研究，項目取得了比較豐富的成果，并于2023年順利結項。該項目本項目通過分析氧化铟及其薄膜晶體管中内部載流子運輸機制，形成了缺陷态及遷移率的提取方法，并給出了相應材料性能表征與質量評價方法。具體研究成果包括：分析了氧化铟中導電機制及其影響因子，建立了氧化铟缺陷态的表征方法，提取了材料缺陷态密度；研究了氧化铟内散射機制，基于散射理論，研究了不同條件下遷移率的影響機制，給出了氧化铟中遷移率表征方法；建立了氧化铟薄膜晶體管遷移率的物理解析模型，定量描述了不同應力條件下器件的遷移率，形成了工藝評價方法。通過該項目的研究，發表了 7 篇論文，其中 SCI 2 篇，北大核心 1 篇。主要的科學發現和創新之處包括：
(1)研究了氧化铟器件中缺陷态的提取與表征方法。以缺陷态表征為基礎，定性評價了器件在常規、極端環境下電學性能的退化，揭示了
器件及材料性能的退化規律，形成了工藝評價與優化方法。
(2)對影響電子輸運的幾種散射機制進行了研究并提出了相應的遷移率模型，為實際的器件結構和性能優化提供了參考，對于器件的設計和制備具有重要的意義。
(3)研究了器件電流影響機制，考慮了缺陷态與寄生電阻等二級效應的影響，構建了電流的物理解析模型，突破了目前采用 MOS 器件的電流模型與拟合參數描述電流的技術局限，為評價氧化铟器件可靠性提供了依據。
(4)通過系統分析氧化铟器件的不穩定性，建立了器件性能退化模型和壽命預測模型，可應用于對氧化铟器件電路的性能退化進行仿真和預測。
随着氧化铟透明半導體在實際電子電路中的廣泛應用，對用于薄膜器件電路仿真、結構優化及制備工藝控制等領域器件模型的需求也變得越來越迫切。材料及器件物理模型是影響電路設計的關鍵一環，在電路仿真中，需要準确而有效的集約模型。該項目的研究，考慮了器件在電路中的實際應用環境，研究了透明氧化物及其 TFT 的遷移率模型，有助于更好地理解器件的退化和失效機制，為器件工藝的改善提供了理論依據，從而較高效地促進電路性能的提升。換而言之，通過該項目分析氧化铟及其薄膜晶體管特性，對其模型展開研究，有助于更好地進行電路仿真，預測電路性能，縮短研發周期，對實際電子産品的制造大有裨益。
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