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dc.creatorNhime, Hamilton Francisco Catraio-
dc.date.accessioned2026-02-27T20:07:42Z-
dc.date.available2026-02-27T20:07:42Z-
dc.date.issued2025-12-19-
dc.identifier.citationNHIME, Hamilton Francisco Catraio. Análise da dopagem em transistores eletroquímicos orgânicos. 2026. Dissertação (Mestrado em Física e Astronomia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39502-
dc.description.abstractOrganic Electrochemical Transistors (OECTs) have emerged as essential platforms in bioelectronics due to their ion to electron transduction capability via volumetric coupling. However, while significant effort has been dedicated to polymer synthesis, the influence of the electrolyte chemical nature on the doping mechanism remains under explored. This dissertation investigates how the physicochemical properties of anions specifically hydration energy and hydrodynamic radius govern the operating efficiency of poly(3-hexylthiophene) (P3HT)-based OECTs. Devices were fabricated and characterized using five distinct electrolytes (NaCl, NaClO2, NaClO3, NaClO4, and Na2SO4), selected to cover different positions within the Hofmeister Series. Electrical characterization revealed a critical dependence of performance on anion desolvation: the device using NaClO4 (a chaotropic, weakly hydrated anion) exhibited superior performance, with an effective volumetric mobility (𝜇𝐶*) of ≈ 130 F · cm−1V−1s−1 and an 𝐼𝑂𝑁/𝐼𝑂𝐹 𝐹 ratio of 106. In contrast, NaCl (a kosmotropic, strongly hydrated anion) limited the device to low-efficiency surface behavior (𝜇𝐶* ≈ 0.14), with injection barriers evidenced by non-linear contacts. In situ UV-Vis absorption spectroscopy corroborated these findings, demonstrating that the density of polarons formed within the polymer is governed by the anion ability to penetrate the hydrophobic matrix. Therefore electrolyte selection is not trivial but a powerful engineering tool to tune the transition between surface and volumetric operation regimes, validating the Hofmeister Series as a predictive model for optimizing bioelectronic devices.pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paranápt_BR
dc.description.sponsorshipUniversidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/pt_BR
dc.subjectTransistores eletroquímicos orgânicospt_BR
dc.subjectAnálise eletroquímicapt_BR
dc.subjectBioeletrônicapt_BR
dc.subjectPolímeros condutorespt_BR
dc.subjectFísico-química - Propriedadespt_BR
dc.subjectEletrólitospt_BR
dc.subjectPoli(3-hexiltiofeno)pt_BR
dc.subjectOrganic electrochemical transistorspt_BR
dc.subjectElectrochemical analysispt_BR
dc.subjectBioelectronicspt_BR
dc.subjectConducting polymerspt_BR
dc.subjectChemistry, Physical and theoretical - Propertiespt_BR
dc.subjectElectrolytespt_BR
dc.subjectPoly(3-hexylthiophene)pt_BR
dc.titleAnálise da dopagem em transistores eletroquímicos orgânicospt_BR
dc.title.alternativeAnalysis of doping in organic electrochemical transistorspt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoOs Transistores Eletroquímicos Orgânicos (OECTs) emergiram como plataformas essenciais na bioeletrônica devido à sua capacidade de transdução iônico-eletrônica via acoplamento volumé- trico. No entanto, embora o desenvolvimento de novos polímeros seja intenso, a influência da natureza química do eletrólito no mecanismo de dopagem permanece pouco explorada. Esta dissertação investiga como as propriedades físico-químicas dos ânions especificamente a energia de hidratação e o raio hidrodinâmico determinam a eficiência de operação de OECTs baseados em poli(3-hexiltiofeno) (P3HT). Foram fabricados e caracterizados dispositivos operando com cinco eletrólitos distintos (NaCl, NaClO2, NaClO3, NaClO4 e Na2SO4), selecionados para cobrir diferentes posições na Série de Hofmeister. A caracterização elétrica revelou uma dependência crítica do desempenho em relação à facilidade de dessolvatação do ânion: o dispositivo com NaClO4 (ânion caotrópico e pouco hidratado) apresentou desempenho superior, com mobilidade volumétrica efetiva (𝜇𝐶*) de ≈ 130 F · cm−1V−1s−1 e razão 𝐼𝑂𝑁/𝐼𝑂𝐹 𝐹 de 106. Em contraste, o NaCl (ânion kosmotrópico e fortemente hidratado) limitou o dispositivo a um comportamento superficial de baixa eficiência (𝜇𝐶* ≈ 0,14), com barreiras de injeção evidenciadas por contatos não-lineares. Medidas de espectroscopia de absorção UV-Vis in situ nestes resultados, demonstrando que a densidade de polarons formados no polímero é governada pela capacidade do ânion de penetrar na matriz hidrofóbica. Conclui-se que a escolha do eletrólito não é trivial, mas uma ferramenta de engenharia capaz de modular a transição entre regimes de operação superficial e volumétrica, validando a Série de Hofmeister como modelo preditivo para a otimização de dispositivos bioeletrônicos.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0009-0002-8667-3566pt_BR
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/4652913768409464pt_BR
dc.contributor.advisor1Coutinho, Douglas José-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-9924-7817pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/1916064207740861pt_BR
dc.contributor.referee1Macedo, Andreia Gerniski-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-3114-9954pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttps://lattes.cnpq.br/4203846336170641pt_BR
dc.contributor.referee2Torres, Bruno Bassi Millan-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-5999-6488pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1194639220341775pt_BR
dc.contributor.referee3Coutinho, Douglas José-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-9924-7817pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttps://lattes.cnpq.br/1916064207740861pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física e Astronomiapt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICApt_BR
dc.subject.capesFísicapt_BR
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