Carboxylic Acid‐Functionalized Conjugated Polymer Promoting Diminished Electronic Drift and Amplified Proton Sensitivity of Remote Gates Compared to Nonpolar Surfaces in Aqueous Media

材料科学 聚苯乙烯 水溶液 电化学 有机场效应晶体管 聚合物 电极 共轭体系 噻吩 佩多:嘘 偶极子 导电聚合物 分析化学(期刊) 场效应晶体管 晶体管 化学 有机化学 物理化学 电压 复合材料 物理 量子力学
作者
Hyun-June Jang,John A. Wagner,Yunjia Song,Taein Lee,Howard E. Katz
出处
期刊:Advanced electronic materials [Wiley]
卷期号:6 (7): 1901073-1901073 被引量:4
标识
DOI:10.1002/aelm.201901073
摘要

A systematic analysis is used to understand electrical drift occurring in field-effect transistor (FET) dissolved-analyte sensors by investigating its dependence on electrode surface-solution combinations in a remote-gate (RG) FET configuration. Water at pH 7 and neat acetonitrile, having different dipoles and polarizabilities, are applied to the RG surface of indium tin oxide, SiO2, hexamethyldisilazane-modified SiO2, polystyrene, poly(styrene-co-acrylic acid), poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT), and poly [3-(3-carboxypropyl)thiophene-2,5-diyl] (PT-COOH). It is discovered that in some cases a slow reorientation of dipoles at the interface induced by gate electric fields causes severe drift and hysteresis because of induced interface potential changes. Conductive and charged P3HT and PT-COOH increase electrochemical stability by promoting fast surface equilibrations. It is also demonstrated that pH sensitivity of P3HT (17 mV per pH) is an indication of proton doping. PT-COOH shows further enhanced pH sensitivity (30 mV per pH). This combination of electrochemical stability and pH response in PT-COOH are proposed as advantageous for polymer-based biosensors.
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