Electrolyte‐Gated Transistors for Organic and Printed Electronics

Advanced Materials - Tập 25 Số 13 - Trang 1822-1846 - 2013
Se Hyun Kim1, Kihyon Hong1, Wei Xie1, Keun Hyung Lee1, Sipei Zhang1, Timothy P. Lodge2,3,4, C. Daniel Frisbie2,1,4
1Department of Chemical Engineering & Materials Science, University of Minnesota, 421 Washington Ave. SE, Minneapolis, MN 55455, USA
2C. Daniel Frisbie, Department of Chemical Engineering & Materials Science, University of Minnesota, 421 Washington Ave. SE, Minneapolis, MN 55455, USA
3Departments of Chemistry and Chemical Engineering & Materials Science, University of Minnesota, 421 Washington Ave. SE, Minneapolis, MN 55455, USA
4Timothy P. Lodge, Departments of Chemistry and Chemical Engineering & Materials Science, University of Minnesota, 421 Washington Ave. SE, Minneapolis, MN 55455, USA.

Tóm tắt

AbstractHere we summarize recent progress in the development of electrolyte‐gated transistors (EGTs) for organic and printed electronics. EGTs employ a high capacitance electrolyte as the gate insulator; the high capacitance increases drive current, lowers operating voltages, and enables new transistor architectures. Although the use of electrolytes in electronics is an old concept going back to the early days of the silicon transistor, new printable, fast‐response polymer electrolytes are expanding the potential applications of EGTs in flexible, printed digital circuits, rollable displays, and conformal bioelectronic sensors. This report introduces the structure and operation mechanisms of EGTs and reviews key developments in electrolyte materials for use in printed electronics. The bulk of the article is devoted to electrical characterization of EGTs and emerging applications.

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10.1021/la991646b

10.1063/1.1707206

10.1063/1.2815637

10.1021/ja801309g

10.1021/ja902751e

10.1038/nature02987

10.1002/adma.200304654

10.1021/ja052488f

10.1063/1.3518075

10.1063/1.3058694

10.1021/jp064574n

10.1021/ja058091t

10.1126/science.1159652

10.1021/ja045155b

10.1002/adma.200700419

10.1007/s00216-005-3390-2

Brattain W. H., 1955, Bell. Telephone Syst. Tech. Publ. Monogr., 2372, 1

10.1021/ja00241a057

10.1021/ja00256a011

10.1021/ja00178a004

10.1021/cm00016a004

10.1021/ja00221a087

10.1021/j100254a028

10.1021/ja00330a070

10.1149/1.2114301

10.1080/00268948508074876

10.1002/1521-4095(20021016)14:20<1460::AID-ADMA1460>3.0.CO;2-S

10.1002/1521-4095(20020104)14:1<51::AID-ADMA51>3.0.CO;2-#

10.1016/S0925-4005(99)00135-5

10.1109/TBME.1972.324137

10.1021/ac000751j

10.1021/ac60363a005

10.1063/1.2060949

10.1063/1.1811798

10.1002/adma.200400030

10.1038/nmat2587

10.1002/adfm.200801633

10.1063/1.3535613

10.1038/nmat2310

10.1007/s00216-011-5363-y

10.1002/adma.200800617

10.1002/9783527640218

10.1063/1.1880434

10.1063/1.2186513

10.1103/PhysRevLett.102.136402

10.1038/nmat2587

10.1021/jp904629b

10.1016/j.electacta.2008.02.065

10.1021/jp901426e

10.1021/ja070615x

10.1002/adma.201101757

10.1557/mrs2010.583

MacCallum J. R., 1987, Polymer Electrolyte Review 1 and 2, 1989

Gary F. M., 1991, Solid polymer electrolytes: fundamentals and technological applications

Bard A. J., 2001, Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications

10.1016/j.electacta.2006.03.016

Daniel V. V., 1965, Dielectric Relaxation

10.1016/0013-4686(65)87012-8

Pajkossy T., 1994, J. Electroanal. Chem., 364

10.1016/j.ssi.2004.06.023

10.1109/27.736020

10.1016/0032-3861(73)90146-8

Brandrup J., 1999, Polymer Handbook Vol. 4th ed

10.1021/ma800171k

10.1016/j.ssi.2006.08.022

10.1016/j.jpowsour.2007.11.088

10.1016/j.electacta.2007.04.016

10.1002/pola.1199

10.1016/0167-2738(82)90072-8

10.1039/b208454f

10.1016/S0013-4686(03)00198-1

10.1016/S0378-7753(03)00272-6

10.1021/ja070875e

10.1038/nmat2291

10.1063/1.2898203

10.1002/adfm.200801633

10.1021/ja9041862

10.1021/nl903722z

10.1021/cr980032t

10.1016/j.electacta.2006.03.016

10.1021/ar7000952

10.1002/9783527621194

10.1039/b716419j

10.1002/adfm.200900390

10.1149/1.1837171

10.1126/science.1072651

10.1021/cm020918k

10.1016/S0013-4686(03)00225-1

10.1016/j.jpowsour.2009.06.089

10.1016/j.jpowsour.2006.02.077

10.1016/j.jpowsour.2010.09.080

10.1149/1.1391827

10.1016/j.electacta.2004.03.030

10.1149/1.1559069

10.1149/1.2001187

10.1016/j.electacta.2004.10.006

10.1021/jp044626d

10.1021/la015523e

10.1021/la051323h

10.1039/B604021G

10.1021/jp8029117

10.1039/b921517d

10.1021/cm0351792

10.1021/cm060656c

10.1021/ma801293j

10.1021/ma900508q

10.1021/ma702014z

10.1039/b704490a

10.1021/ma800739c

10.1021/jp110166u

10.1021/ma102435a

10.1002/adma.200801756

10.1002/(SICI)1521-4095(199804)10:6<439::AID-ADMA439>3.0.CO;2-I

10.1016/j.progpolymsci.2008.12.001

10.1016/j.progpolymsci.2011.05.007

10.1021/ma800677h

10.1021/ma900713e

10.1038/nmat2560

10.1021/am2009103

10.1016/j.jpowsour.2009.11.120

Buechele A. C., 1979, Am. Ceram. Soc. Bull., 58, 861

10.1111/j.1151-2916.1978.tb09275.x

10.1103/RevModPhys.78.1185

10.1038/nmat2298

10.1126/science.1202152

10.1002/adfm.200600111

10.1073/pnas.0605033103

10.1103/PhysRevLett.39.1098

10.1038/nature04705

10.1021/ja0708767

10.1021/jp204152y

10.1016/j.synthmet.2005.07.267

10.1063/1.2724895

10.1103/PhysRevLett.95.226601

10.1002/adma.200803437

10.1103/PhysRevLett.105.036802

10.1021/ja051579

10.1021/nn9005736

10.1073/pnas.1018388108

10.1038/352223a0

10.1063/1.2204846

10.1063/1.2387884

10.1063/1.2186513

10.1021/nl0503781

10.1063/1.1880434

10.1002/adma.200600871

10.1063/1.1526457

10.1016/j.orgel.2005.11.002

10.1002/adma.200701069

10.1038/nmat2291

10.1021/ja070875e

10.1063/1.3493190

10.1063/1.3626587

Böhm M., 2006, IEEE ISSCC Dig. Tech. Papers, 270

10.1038/nmat1856

10.1002/adma.200901850

10.1002/adfm.200901845

10.1002/adma.201101757

10.1002/adma.201004640

10.1002/adma.201102990

10.1039/c2jm15299a

10.1002/adma.201003836

10.1002/adma.201004161

10.1002/adma.200904415

10.1126/science.1204428

10.1021/nl803316h

10.1021/nl202134z

10.1021/nn100966s

10.1002/adfm.201101606

10.1002/adfm.201000425

10.1063/1.3428357

10.1021/nl201561u

10.1021/nl902062x

10.1021/nn202992v

10.1109/LED.2011.2148152

10.1016/j.sse.2011.07.005

10.1002/adma.200903559

10.1039/c2jm16007b

10.1143/JJAP.50.024201

10.1002/adfm.201102075

10.1021/nl202765b

10.1016/j.orgel.2009.06.008

10.1021/ja210936n

10.1038/nmat1892

10.1038/nmat1884

10.1063/1.2357030

10.1002/adma.200802681

10.1149/1.3562962

10.1039/c2jm15716k

10.1143/JJAP.49.01AE10

10.1039/c0cc02064h

10.1002/adma.201102017

10.1021/ac00137a012

10.1021/j100291a031

10.1021/j100287a030

10.1021/j100269a048

10.1073/pnas.0605033103

10.1063/1.3079401

10.1088/0953-8984/6/7/005

10.1002/adma.201200950

10.1063/1.1579550

10.1109/LED.2009.2029876

10.1016/j.microrel.2006.01.012

10.1088/0031-9120/3/5/004

10.1063/1.1630693

10.1002/adma.200400809

10.1002/adfm.200400570

10.1088/0022-3727/37/1/005

10.1016/S1566-1199(03)00005-3

10.1063/1.1613997

10.1016/0040-6090(92)90134-W

10.1143/JJAP.42.299

10.1016/S1566-1199(02)00034-4

10.1038/21602

10.1038/nature07727

10.1016/j.orgel.2008.08.004

10.1063/1.2775333

10.1016/0079-6700(93)90004-V

10.1063/1.1710716

10.1063/1.3267045

10.1016/S0014-3057(97)00207-3

10.1063/1.103994

10.1063/1.1636524

10.1149/1.1837324

10.1021/jp7100732

10.1021/ac0494026

10.1063/1.3225153