реферат_тема 6
.pdf
Органические
электрохимические
транзисторы
Выполнила студентка группы 1283 Григорьева В.В.
Преподаватель Ситков Н.О.
Органические электрохимические транзисторы
Органические электрохимические транзисторы (OECT) — это инновационные устройства, где проводимость модулируется за счёт взаимодействия электронов и ионов. Их уникальные свойства открывают возможности для создания биосенсоров, носимой электроники и нейроморфных систем.
Устройство OECT
Схема OECT: исток (Source), сток (Drain), затвор (Gate), электролит (Electrolyte), активный слой (Active Layer)
Принципы работы OECT
Трёхконтактное устройство
Состоит из истока, стока и затвора, где активный слой из проводящего полимера (например, PEDOT:PSS) непосредственно контактирует с электролитом.
Электрохимическое легирование
При приложении напряжения затвора (UG) происходит инжекция ионов из электролита в активный слой, что приводит к изменению его проводимости. Этот процесс обеспечивает изменение концентрации подвижных зарядов в полимере и, как следствие, изменение тока стока (ID).
Технологии изготовления OECT
Активный слой |
Электроды |
Электролит |
•спин-коатинг
•струйная печать
•электрохимическая
полимеризация
Изготавливаются из проводящих |
Жидкий/ гелевый/ твёрдый |
|
материалов |
• микрожидкостные каналы, |
|
• |
термическое напыление для |
обеспечивающие локальную подачу |
|
металлических покрытий |
электролита |
• |
трафаретную печать |
• стабильные гели на основе |
|
|
полимеров, повышающие |
|
|
долговечность |
preencoded.png
Материалы активного слоя
preencoded.png
Физические характеристики OECT
Ключевые параметры |
Модель Бернарда |
Ключевые параметры: толщина активного |
2 цепи: |
слоя, подвижность зарядов (как |
• ионная, описывающая поток ионов в |
электронов, так и ионов), ёмкость, |
структуре затвор–электролит– канал, |
определяемая объемной структурой |
• электронная, описывающая поток |
активного материала. |
электронного заряда в структуре исток– |
|
канал–сток по закону Ома. |
preencoded.png
Модель Бернарда
preencoded.png
Применения OECT
Биоэлектроника |
Печатная |
Биосенсорика |
|
электроника |
|
Регистрирует |
Находят |
Анализируют |
слабые |
применение в |
биожидкости, |
биологические |
печатных |
обнаруживая |
сигналы, что |
логических |
глюкозу, ионы |
делает их |
схемах, сенсорах |
калия или |
идеальными для |
для химического |
биомаркеры |
использования в |
анализа |
заболеваний. |
нейронных |
|
|
интерфейсах |
|
|
preencoded.png
Технологические вызовы и перспективы развития
|
Медленное время |
Деградация материалов |
Улучшение интерфейса |
|
отклика |
|
«материал– |
|
|
|
биологическая система» |
• |
оптимизация толщины |
Решение — разработка новых |
Требует также обеспечения |
|
канала |
материалов с повышенной |
биосовместимости, |
• |
подбор электролитов с |
стабильностью и |
долгосрочной стабильности |
|
более высокой ионной |
использование сшивающих |
работы устройств. |
|
проводимостью |
агентов для создания |
|
• |
модификация химической |
устойчивых сетей. |
|
|
структуры полимеров. |
|
|
preencoded.png