Enhancement‐Mode PEDOT:PSS Organic Electrochemical Transistors Using Molecular De‐Doping

佩多:嘘 材料科学 掺杂剂 导电聚合物 兴奋剂 电化学 聚合物 光电子学 纳米技术 化学工程 电极 复合材料 化学 物理化学 工程类
作者
Scott T. Keene,Tom P. A. van der Pol,Dante Zakhidov,Christ H. L. Weijtens,René A. J. Janssen,Alberto Salleo,Yoeri van de Burgt
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:32 (19) 被引量:139
标识
DOI:10.1002/adma.202000270
摘要

Organic electrochemical transistors (OECTs) show great promise for flexible, low-cost, and low-voltage sensors for aqueous solutions. The majority of OECT devices are made using the polymer blend poly(ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS), in which PEDOT is intrinsically doped due to inclusion of PSS. Because of this intrinsic doping, PEDOT:PSS OECTs generally operate in depletion mode, which results in a higher power consumption and limits stability. Here, a straightforward method to de-dope PEDOT:PSS using commercially available amine-based molecular de-dopants to achieve stable enhancement-mode OECTs is presented. The enhancement-mode OECTs show mobilities near that of pristine PEDOT:PSS (≈2 cm2 V-1 s-1 ) with stable operation over 1000 on/off cycles. The electron and proton exchange among PEDOT, PSS, and the molecular de-dopants are characterized to reveal the underlying chemical mechanism of the threshold voltage shift to negative voltages. Finally, the effect of the de-doping on the microstructure of the spin-cast PEDOT:PSS films is investigated.
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