离子交换凝胶提升水溶液中有机电化学晶体管的性能
材料科学
2019-10-01 v1 介观与纳米尺度物理
应用物理
摘要
基于共轭聚合物的有机电化学晶体管（OECTs）正被研究用于从生化传感至神经接口的各类应用。尽管正在开发新的共轭聚合物以将数字电子器件与生命的水相化学相接口，但过去几十年开发的大多数高性能、高迁移率有机晶体管材料在摄取生物相关离子方面极为欠缺。在此，我们将离子交换凝胶引入 OECT，证明该结构能够从溶液中摄取生物相关离子，并将更大、更疏水的离子注入多种疏水共轭聚合物下方的聚合物半导体活性层。使用聚[2,5-双(3-十四烷基噻吩-2-基)噻吩并[3,2-b]噻吩]（PBTTT）作为模型半导体活性层，以及离子液体 1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)亚胺（BMIM TFSI）与聚(偏氟乙烯-共-六氟丙烯)（PVDF-HFP）的混合物作为离子交换凝胶，我们展示了 OECT 器件跨导超过四个数量级的提升以及离子注入动力学一百倍的增长。我们通过测量捕蝇草的动作电位，证明了离子交换凝胶 OECT 记录生物信号的能力。这些结果表明，利用界面工程可拓展作为 OECT 的有机半导体材料的选择范围，使其能由水溶液栅控。
引用
@article{arxiv.1909.13397,
title = {Ion exchange gels enhance organic electrochemical transistor performance in aqueous solution},
author = {Connor G. Bischak and Lucas Q. Flagg and David S. Ginger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.13397},
year = {2019}
}
备注
7 pages, 3 figures