Modelo eletroquímico termodinâmico (e-OECT) para transistores orgânicos eletroquímicos

• Autor(a) principal: Feitosa, Bianca de Andrade
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-29042024-141636/
• topic: condução mista; conjugated polymers; devices; dispositivos; electrochemistry; eletroquímica; mixed conduction; polímeros conjugados; transistores; transistors

Os polímeros conjugados são utilizados como camada ativa na construção de dispositivos orgânicos como diodos emissores de luz, células fotovoltaicas, transistores de efeito de campo entre outros. Dentre estes, há um recente interesse pelos transistores eletroquímicos orgânicos (OECTs), uma vez que seu fenômeno de condução se baseia não só por fluxos eletrônicos, como também iônicos. Muitos estudos demonstram a aplicabilidade desses dispositivos na fabricação de biossensores e sistemas neuromórficos, por exemplo, aumentando o interesse da comunidade científica por este tipo de dispositivo. Entretanto, ainda se faz necessário um entendimento profundo dos fenômenos físico-químicos que regem seu funcionamento e processos de transdução elétron-íon. Portanto, o presente estudo teve por objetivo o desenvolvimento de um modelo termodinâmico que explique o funcionamento dos OECTs e auxilie na compreensão dos fenômenos eletroquímicos envolvidos. Ancorado em primeiros princípios termodinâmicos e eletroquímicos, o modelo demonstrou ser capaz de extrair três parâmetros físico-químicos importantes para a caracterização dos OECTs, a saber: o desvio do comportamento ideal (γ), o potencial de oxidação do sistema (εΘ\'pol), a condutividade máxima do filme (δmáx). Inicialmente utilizou-se de dados extraídos da literatura para uma validação inicial do modelo. Os dados obtidos mostraram-se consistentes com os resultados em tais estudos, permitindo inclusive o aprofundamento de interpretações em alguns casos. Os resultados apontam que as propriedades eletroquímicas do sistema também influenciam no desempenho do dispositivo, ressaltando a eficácia do modelo, especialmente no âmbito de design para aplicações específicas.