Estudo do transporte misto em transistores eletroquímicos orgânicos de PEDOT:PSS (2021)
- Authors:
- Autor USP: COLUCCI, RENAN - IFSC
- Unidade: IFSC
- Sigla do Departamento: FCM
- Assunto: SEMICONDUTORES (FÍSICO-QUÍMICA)
- Keywords: Capacitância volumétrica; Condutor misto orgânico; Factor of merit; Fator de mérito; OECT; Organic mixed conductor; PEDOT:PSS; Volumetric capacitance
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Um dos grandes diferenciais dos materiais semicondutores orgânicos é sua habilidade de suportar, em determinadas situações, transporte eletrônico e iônico simultaneamente. Essa habilidade possibilitou tais condutores mistos a serem aplicados com grande sucesso em dispositivos de interesse biológico. Um exemplo é o transistor eletroquímico orgânico (OECT). Esse dispositivo é formado por uma camada semicondutora orgânica, delimitada por dois eletrodos (fonte e dreno), que forma o canal do transistor. Esta camada fica em contato com uma solução eletrolítica, que contém um eletrodo denominado porta. Durante a operação, aplica-se uma tensão no eletrodo porta, o que induz troca iônica entre o polímero e o eletrólito. Isso altera o estado de dopagem do canal, levando a uma mudança na corrente extraída entre fonte-dreno. Um dos principais pontos de interesse é o de aprimorar o desempenho destes dispositivos, a partir da compreensão das propriedades fundamentais do material do canal, e como ele se comporta na presença de diferentes íons. Para tal estudo, foram confeccionados OECTs com poli(3,4-etileno dioxitiofeno):poliestireno sulfonado (PEDOT:PSS) como camada ativa. A resposta elétrica e morfológica dos OECTs foi caracterizada utilizando diversos eletrólitos aquosos, com concentração de 100 mM, a saber: NH4Cl, KCl, NaCl, CaCl2 e MgCl2. Os resultados demonstram que íons com menor raio iônico e maior esfera de hidratação resultam em dispositivos com maior fator de mérito (μC*).Uma vez que filmes de PEDOT:PSS absorvem água, analisamos a diferença entre a quantidade de água absorvida para as diferentes espécies iônicas. Os resultados demonstram que a quantidade de água cresce seguindo a mesma ordem do fator de mérito e este aumento é de aproximadamente 100% quando comparamos os resultados extremos. Além disso, realizamos um estudo da capacitância volumétrica em função da espessura do filme, com o intuito de avaliar a influência da espécie iônica na sua profundidade de penetração no volume do canal. Observamos que a capacitância volumétrica decai para espessuras superiores a 800 nm quando utilizamos KCl e superiores a 1200 nm para MgCl2. Deste modo, nossos resultados demonstram que a natureza da espécie iônica tem impacto importante na resposta dos dispositivos. Essa compreensão é indispensável para busca/desenvolvimento de novos materiais para compor a camada ativa do dispositivo e para a compreensão dos mecanismos biológicos
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2021
- Data da defesa: 25.05.2021
-
ABNT
COLUCCI, Renan. Estudo do transporte misto em transistores eletroquímicos orgânicos de PEDOT:PSS. 2021. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-09092021-112946/. Acesso em: 03 out. 2024. -
APA
Colucci, R. (2021). Estudo do transporte misto em transistores eletroquímicos orgânicos de PEDOT:PSS (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-09092021-112946/ -
NLM
Colucci R. Estudo do transporte misto em transistores eletroquímicos orgânicos de PEDOT:PSS [Internet]. 2021 ;[citado 2024 out. 03 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-09092021-112946/ -
Vancouver
Colucci R. Estudo do transporte misto em transistores eletroquímicos orgânicos de PEDOT:PSS [Internet]. 2021 ;[citado 2024 out. 03 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-09092021-112946/ - On the impact of ionic specie in organic electrochemical transistor
- On the charge transport mechanism of cross-linked PEDOT:PSS films
- Biomimetic organic transistors for monitoring membrane-drug interactions
- Impact of ionic species on the performance of PEDOT:PSS-based organic electrochemical transistors
- Ions in organic mixed conductors: is there a limit to the ionic depth penetration?
- Organic transistors incorporating lipid monolayers for drug interaction studies
- Avaliação da performance de OECT em diferentes sistemas de eletrólitos
- Performance study of P3HT in different electrolytes for OECT applications
- Recent advances in modeling organic electrochemical transistors
- Distinctive behavior of field-effect and redox electrolyte-gated organic transistors
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