Electrolyte-gated organic field-effect transistors based on organic semiconductor
La presente tesis doctoral se centra en la fabricación, optimización, caracterización y aplicación de capas activas compuestas de una mezcla de semiconductor orgánico y un polímero aislante (OSC:PS) en transistores orgánicos de efecto de campo (EGOFET) con puerta-electrolítica. El EGOFET esta consid...
| Autor: | |
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| Tipo de documento: | tese |
| Data de publicação: | 2019 |
| País: | España |
| Recursos: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositório: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglês |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:213651 |
| Acesso em linha: | https://ddd.uab.cat/record/213651 |
| Access Level: | Acceso aberto |
| Palavra-chave: | Transistors d'efecte de camp Semiconductors orgànics Bioelectroquímica |
| Resumo: | La presente tesis doctoral se centra en la fabricación, optimización, caracterización y aplicación de capas activas compuestas de una mezcla de semiconductor orgánico y un polímero aislante (OSC:PS) en transistores orgánicos de efecto de campo (EGOFET) con puerta-electrolítica. El EGOFET esta considerado como una prometedora plataforma de detección en el campo de la bioelectrónica debido a su capacidad de operar en medios electrolíticos. Hasta la fecha, aunque en varios proyectos de investigación se ha demostrado su alto potencial como plataforma de detección, existe algunos problemas que deben resolverse, tales como su baja movilidad del portador de carga, lentos tiempo de respuesta y una degradación rápida que dificultan su aplicación práctica. En este contexto, la tesis se divide en tres bloques, que van desde la fabricación de los dispositivos hasta sus aplicaciones. La primera parte de la tesis tiene como objetivo la fabricación de dispositivo robustos y eficientes empleando dos estrategias: (i) la optimización de la mezclas de polímero aislante y semiconductor orgánico (OSC) y (ii) el uso de una técnica basada en la deposición de capas activas mediante disolución que recibe el nombre de BAMS (bar assistance meniscus shearing). En la primera parte de la tesis (Capitulo 2), se emplearon cuatro semiconductores orgánicos diferentes en que se incluyen tres pequeñas moléculas y un polímero semiconductor como materiales activos. Los dispositivos se han caracterizado mediante medida electricas (características de transferencia y salida) y su analisis y compresión, la sensibilidad potenciométrica, velocidad de conmutación (tiempo de respuesta) y estabilidad eléctrica en agua MilliQ y soluciones salinas (NaCl). Además, la segunda parte de la tesis (Capítulo 3) está dedicada al desarrollo de un sensor de iones de mercurio basado la exposición de los capas activas a disoluciones acuosa que contienen iones de mercurio. En este caso, se observó un cambio gradual en el potencial umbral, que era respuesta directa de la concentración de iones a la qual se exponia la capa activa. Además, se realizaron pruebas de microscopía de fuerza de atómica "Kelvin-prove" y espectroscopía electroquímica de impedancia con el objetivó de entender el mecanismo de respuesta frente al mercurio. El cual se relaciono con la oxidación/reducción de los iones Hg2+ y la superficie del semiconductor. Finalmente, la tercera parte de la tesis (Capítulo 4) se centra en la fabricación de nuevos dispositivo sustituyendo el electrolito por un hidrogel (HYGOFET). Logrando dispositivo de alto rendimiento empleando un hidrogel a base de agua como dieléctrico. Además, el HYGOFET muestra una excelente respuesta a los variación de presión debida a la alineación de los dipolos del agua dentro de la capa de semiconductor. Por lo tanto, el dispositivo se puede visualizar como un prototipo de sensor de presión adaptable a ropa inteligente. |
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