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Título: Dependência da extração de parâmetros de transistores com porta eletrolítica com o tempo de varredura das medidas elétricas
Título(s) alternativo(s): Parameter extraction from electrolyte-gated transistors dependent on the electrical characterization sweep time
Autor(es): Lucas Junior, Hélio José
Orientador(es): Seidel, Keli Fabiana
Palavras-chave: Transistores
Correntes elétricas
Transistores eletroquímicos orgânicos
Transistores de efeito de campo orgânico
Medidas elétricas
Transistors
Electric currents
Organic electrochemical transistors
Organic field-effect transistors
Electric measurements
Data do documento: 28-Fev-2023
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: LUCAS JUNIOR, Hélio José. Dependência da extração de parâmetros de transistores com porta eletrolítica com o tempo de varredura das medidas elétricas. 2023. Dissertação (Mestrado em Física e Astronomia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023.
Resumo: Os transistores com porta eletrolítica (EGTs, do inglês Electrolyte-Gated Transistors) compõem uma classe de dispositivos que opera com alta densidade de corrente elétrica sob aplicação de uma baixa tensão, resultando em uma alta transcondutância. Dependendo da faixa de tensão apli- cada na porta, sua modulação ocorre devido ao efeito de campo, sendo nomeado como EGOFET (do inglês Electrolyte-Gated Organic Field-Effect Transistors), ou devido à corrente iônica de íons difundidos para o canal, como ocorre nos chamados OECT (sigla do inglês, Organic Electro- chemical Transistors). Independentemente do seu modo de operação, é importante certificar-se de que os dados coletados sejam realizados no estado estacionário para haver estabilidade durante as medidas, boa reprodutibilidade e informação sobre regime de operação do EGT. A literatura científica atual tem apresentado inúmeras publicações sobre EGTs, assim como sua aplicação como sensores. Porém, muitas destas referências carecem de informações sobre reprodutibilidade e estabilidade dos dados coletados durante as medidas, sendo este o foco de exploração deste trabalho até o presente momento. No presente estudo, foi utilizada uma estrutura de EGT, a qual foi exposta a uma grande variedade de medidas elétrica para testar: transição entre os modos de operação (de EGOFET para OECT); estabilidade ao longo dos ciclos de operação para a curva de transferência; coleta de dados com diferentes intervalos de tempo de varredura na curva de transferência; e ajuste com modelo Luginieski-Seidel. O EGT desenvolvido possui a seguinte estrutura: eletrodos interdigitados de óxido de índio-estanho (ITO) os quais formam os eletrodos fonte e dreno; poli(3-hexiltiofeno-2,5diil) (P3HT) como semicondutor do canal; um gel iônico poli(fluoreto de vinilideno-co-hexafluoropropileno) (P(VDF-HFP)) e 1-etil-3-metilimidazólio bis(trifluoro-metilsulfonil) imida ([EMIM][TFSI]) como o filme dielétrico eletrolítico e uma folha de ouro (Au) para compor o eletrodo porta.
Abstract: Electrolyte-gated transistors (EGTs) compose a class of devices that operate with a high density of electric current under the application of a low voltage, resulting in a high transconductance. Depending on the voltage range applied to the gate, its modulation occurs due to the field effect, being named as EGOFET (Electrolyte-Gated Organic Field-Effect Transistors), or due to the ionic current of ions diffused into the channel, as occurs in the so-called OECT (Organic Electrochemical Transistors). Regardless of its operation mode, it is important to make sure that the collected data were performed in the steady state in order to have stability during the measurements, good reproducibility of the collected data and information about the EGT operating regime. The current scientific literature has presented numerous publications on EGTs, as well as their application as sensors. However, many of these references lack information on the reproducibility and stability of the data collected during the measurements, which is the exploration focus of this work so far. In the present study, an EGT structure was used, which was exposed to a vast electrical characterization to test: transition between operating modes (from EGOFET to OECT); stability over operating cycles for the transfer curve; data collection with different scan time intervals on the transfer curve; and experimental fit with model Luginieski- Seidel. The studied EGT has the following structure: interdigitated indium tin oxide (ITO) electrodes which form the source and drain electrodes; poly(3-hexylthiophene-2,5diyl) (P3HT) as channel semiconductor; an ionic gel poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (P(VDF- HFP)) and 1-ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoro-methylsulfonyl) imide ([EMIM][TFSI]) as the electrolytic dielectric film and a gold foil (Au) to compose the gate electrode.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31087
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