Transistores electroquímicos orgánicos preparados mediante el ensamblado capa-por-capa de PEDOT:PSS y bloques moleculares catiónicos

JOAQUIN DIFORTI; PICCININI, ESTEBAN; MARMISOLLE, WALDEMAR A.; AZZARONI, OMAR

Río Cuarto

Encuentro; XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados (NANO2022); 2022

Los transistores electroquímicos orgánicos (OECTs) constituyen un área ende crecienteactividad y desarrollo por los avances en aplicaciones sobreen distintos ámbitos, como lo son lananobiotecnología y el biosensado.[1] Entre las diversas moléculas que se pueden emplear comomateriales semiconductores de los OECTs, ciertos polímeros conductores (PCs) presentan unconjunto de características sumamente atractivas: flexibilidad, elasticidad, estabilidad durante unperíodo prolongados periodos de tiempo, y una química superficial moldeabledificable. Enparticular, el poli(3,4 etilendioxitiofeno), PEDOT, es uno de los polímeros electroactivos másutilizados debido a su alta conductividad y estabilidad en medio neutro. El mecanismo detransporte de carga en el film semiconductor de los OECTs es mixto e involucra el transporteelectrónico a través de las cadenas del polímero y el transporte de iones necesarios para lacompensación de las cargas que se generan o consumen como consecuencia del proceso rédox.[1] En particular ha sido reportado que la estructura interna de los CPs impacta fuertemente en laspropiedades de transporte de carga.[carga. [2]En este trabajo, se utiliza la estrategia de nanoconstruccióncapa-por-capa incorporando moléculas anfifílicas comoagentes mesogénicos para promover la organización en elorden de la nanoescala de los films semiconductores. Estasmoléculas en combinación con polielectrolitos pueden conducira películas delgadas meso-organizadas. [3] Mediante]Mediante esta técnica preparamos películas multicapa a partirde PEDOT dopado con PSS (PEDOT:PSS) y el surfactantecatiónico CTAB. Además, como sistema de referencia con bajogrado de meso-organización, construimos películas multicapade PEDOT:PSS ycon el policatión PDADMAC. El crecimiento yla conductividad eléctrica de los ensamblados(PEDOT:PSS/CTAB) n y (PEDOT:PSS/PDADMAC) n sonestudiados en función del número de bicapas (n) medianteespectroscopia UV-visible y resistencia eléctrica,respectivamente. En ambos sistemas la absorbancia se incrementa de forma similar con n.Interesantemente, la conductividad eléctrica para el sistema con CTAB alcanza valores tresórdenes de magnitud mayores que el sistema con PDADMAC. Luego, se estudia las propiedadesde efecto de campo de OECTs construidos con películas de estos ensamblados. Las curvas decaracterística de transferencia, gráficos de la corriente drain-source (I DS ) en función del potencialgate-source (V G ), muestran una extraordinaria mejora en la performance de los OECTs quecontienen el surfactante CTAB. Las mejoras de las propiedades electrónicas y electroquímicaspara el sistema con CTAB podría deberse a una meso-organización interna. Es por esto quetambién estudiamos su morfología superficial y estructura interna con microscopía de fuerzaatómica y dispersión de rayos-x a bajo ángulo, respectivamente.