离子液体调控材料物性的研究进展

载流子浓度是影响材料特性的重要物理参量,通过电场调控材料的载流子浓度可以对材料的电学、磁学、光学甚至结构特性都产生非常重要的影响。静电场效应调控晶体管结构中的载流子浓度是改变凝聚态物质电子状态的重要手段,近几年,使用离子液体(Ionic liquid)作为晶体管的栅极电介质引起了广泛的关注。离子液体是电解质由可移动的阴阳有机离子构成,在室温下为液态的物质。将离子液体作为晶体管的栅极电介质可以形成双电层晶体管(Electric-double-layer transistors)对材料物性进行调控。离子液体调控的巧妙之处在于离子液体中的阳离子和材料中的电子形成的双电层结构本质上是一个纳米量级的平行板电容器,它具有极大的电容值,可以实现比普通晶体管更大范围的场效应调控。离子液体调控技术可以分为静电场调控和电化学调控。本文基于离子液体调控技术可以原位、大范围、可逆地调控材料载流子浓度的优点,主要综述了利用离子液体调控技术对薄膜结构相变、磁学特性、输运特性、热传导特性等物理性质调控的研究进展,并展望了离子液体调控技术在智能玻璃、人工神经网络器件等方向的未来应用。