文献综述（或调研报告）：
非晶氧化物半导体（AOS）由于其表现出的高迁移率、低温工艺、大面积均匀性的优越特性[1-3]而成为新一代薄膜晶体管（TFT）沟道材料的主要候选材料。2004年，日本的Kamiya教授团队首次实现用非晶In-Ga-Zn-O（a-IGZO）制备出透明、柔性晶体管并展现出较高的迁移率[4]。这种物质的发现给柔性电子的发展提供了极大的潜力，因此近几年来有关a-IGZO的研究如火如荼地进行着，许多的有关其电子结构、输运机制、晶体管性能优化的论文都被发表。
非晶物质与晶体物质在结构上有着本质的区别，因此想要进行对a-IGZO的研究，首先需要对非晶态物质有一定了解。我们曾经在课本上学过，晶体的原子排列具有周期性，因此在求解薛定谔方程时运用了周期势场近似，求得电子的波函数是布洛赫函数，具有周期性。由此推导出电子的能量具有周期性，即知道了第一布里渊区内的能量分布之后便可以知道整个k空间内的能量分布。所以可以说，整个k空间内的E-k关系可以由第一布里渊区内的信息“扩展”而来。而非晶态物质的原子排列不再具有周期性，因此不可以用周期势场近似去求解薛定谔方程，电子波函数、E-k关系等也不再具有周期性，这与晶体物质完全不同。
1958年，P. Anderson提出了一种新的模型来描述无序对物质的影响：原子保持在格点位置上，而势阱深度在一定范围内随机变化，这种势场称为“安德森势”。此模型的一个重要结论是：无规势的叠加使电子发生定域化。因此，在非晶体中，电子的波函数是扩展态和定域态的叠加。
而在电子定域化的基础上，Mott又提出了一个迁移率边的概念[5]：具有相同能量的态不可能既是定域态又是扩展态，因此在定域态与扩展态之间一定存在一个分界能量值，该分界值便被成为迁移率边。电子定域态的一个效果是使得能带展宽，出现导带（或价态）尾。在对晶体的学习中我们知道，状态密度（density of states，DOS）D(E)是与E1/2成正比的。而在定域态中，D(E)却是一个指数的形式，因此真正地D(E)-E关系图应该如图1所示：
图1 状态密度D(E)与能量E的关系图
显然，途中黑色虚线就是扩展态和定域态的分界线。在导带（价带）中，这个分界线被称作EC（EV），这与课本中所学的导带底（价带顶）的概念有所区别。
由于晶态物质收到晶界的影响，薄膜晶体管在大面积制造时在均匀性方面存在一定的问题，因此很早就有人开始了关于利用非晶物质制备薄膜晶体管的研究。1979年，氢化非晶硅（a-Si:H）步入人们的视野，并制备出迁移率达到1~2cmsup2;V-1s-1的薄膜晶体管。虽然成功制备出了晶体管，但是这个迁移率相对较低。紧接着又有研究发现，非晶氧化物半导体在具备非晶特质的同时拥有较高的迁移率，这便立刻引领了一个研究潮流。关于其高迁移率的性质，H. Hosono在其论文[6]中给出解释：在氧化物半导体中，导带主要由金属阳离子的空s轨道形成，而相邻离子之间的空轨道又会产生交叠。对于传统半导体，在其从晶态向非晶态转变的过程中，键角发生变化，而这会导致一些深层定域态的产生限制载流子的移动，从而降低迁移率。而对氧化物半导体而言，由于其交叠的s轨道的各向同性，它对于键角变化不敏感，迁移率不会受到显著影响。图2示意性地给出了传统半导体与氧化物半导体在晶态、非晶态时的键角变化：
图2 传统半导体与AOS在晶态、非晶态时的键角
目前，主要由两种模型来解释非晶氧化物半导体中载流子的输运机制：一种是渗流模型，一种是迁移率边（Mobility Edge）模型。Adler团队在1979年提出渗流模型[7]，该模型认为，在迁移率边之上存在一些起伏的势垒，而势垒的高度和宽度便会影响载流子的输运。在低温情况下,电子往往选择更弯曲的路径以避免越过较高的势垒完成传输；而高温情况下，电子直接越过较高的势垒，选择较短的路径完成传输。图3显示了在迁移率边之上的势垒中电子输
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