Βιοαισθητήρες βασισμένοι σε Οργανικά Τρανζίστορ Λεπτών Υμενίων (OTFTs) - Ηλεκτρικός χαρακτηρισμός OFETs βασισμένων σε ψεκασμένα μίγματα ημιαγώγιμων μικρών μορίων/μονωτικών πολυμερών

 
δείτε την πρωτότυπη σελίδα τεκμηρίου
στον ιστότοπο του αποθετηρίου του φορέα για περισσότερες πληροφορίες και για να δείτε όλα τα ψηφιακά αρχεία του τεκμηρίου*
κοινοποιήστε το τεκμήριο




2016 (EL)
Βιοαισθητήρες βασισμένοι σε Οργανικά Τρανζίστορ Λεπτών Υμενίων (OTFTs) - Ηλεκτρικός χαρακτηρισμός OFETs βασισμένων σε ψεκασμένα μίγματα ημιαγώγιμων μικρών μορίων/μονωτικών πολυμερών

Γραμματικός, Στυλιανός-Νεκτάριος

In this work we conducted a theoretical study of the application of organic thin film transistors (OTFTs), and by extension, of organic electronics, in gas, chemical and biological sensors. At first, we present a brief introduction to organic electronics and their applications, such as organic photovoltaics (OPVs), organic light emitting diodes (OLEDs) and organic thin film transistors (OTFTs). The 1st chapter is a general introduction to biosensors. After defining what a biosensor is, we present how they function and we give a brief historical overview. Then, we analyze biomolecules immobilization techniques, categorization of the devices and details of the uses and desirable properties that should make up a biosensor. The chapter concludes by identifying the advantages OTFTs provide, compared to other construction methods. The 2nd chapter is an introduction to OTFTs, and their categorization based on their architecture. Then, the two categories (organic field effect transistors - OFETs and organic electrochemical transistors - OECTs) are further analyzed on how they work. In the 3rd and 4th chapter, an extensive reference on how the above organic transistors work is presented, along with various applications of them as sensors. OFETs are categorized as gas, ion sensors and biosensors. Similarly, OECTs are categorized as chemical sensors and biosensors. On these subcategories, many examples of detection devices are listed, from different research groups. Ιn the 5th chapter we extensively analyze two applications of organic transistors as ammonia (NH3) gas sensors, developed by two research groups. Having noted the importance of NH3 detection, we focus on the application of flexible spray-coated TIPS-PEN OTFTs, as well as OFETs based on semiconductor/polymer blends (P3HT/PS), onto a PMMA dielectric. Through electrical and morphological characterization, sensor response and life span of the devices is presented. Then it is made clear how the materials, the coating technique and the semiconductor/polymer blend used in our experimental section, can be used in gas sensor applications. Finally, the 6th chapter is the experimental part of the work, where electrical characterization of spray-coated OFETs based on semiconductor-polymer blends (TIPS-Pentacene/PS or PMMA) is presented. Firstly, we analyze the device structure, the deposition method of the blends mentioned above (spray-process) and the morphological characterization of the blended films via AFM and POM measurements. Then, we present the statistical analysis of the 2 different blends resulting from the electrical measurements, along with exporting important data that define the performance of the transistors. In the end, we present environmental stability measurements, where the lifespan of the devices can be studied. The above analysis highlights the role of the deposition technique, as well as the importance of the blend effects in the yield of devices.
Στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε θεωρητική μελέτη της εφαρμογής των οργανικών τρανζίστορ λεπτών υμενίων (OTFTs) και κατά επέκταση των οργανικών ηλεκτρονικών, σε αισθητήρες ανίχνευσης αερίων, χημικούς και βιολογικούς αισθητήρες. Αρχικά, γίνεται μια σύντομη εισαγωγή στα οργανικά ηλεκτρονικά και στις εφαρμογές τους, όπως τα οργανικά φωτοβολταϊκά (OPVs), οι οργανικές δίοδοι εκπομπής φωτός (OLEDs) και τα οργανικά τρανζίστορ λεπτών υμενίων (OTFTs). Στο 1ο κεφάλαιο γίνεται μια γενική εισαγωγή στους βιοαισθητήρες, όπου αναφέρεται ο ορισμός, ο τρόπος λειτουργίας τους και μια σύντομη ιστορική αναδρομή. Στη συνέχεια αναλύονται τεχνικές ακινητοποίησης βιομορίων, πραγματοποιείται κατηγοριοποίηση των συσκευών, καθώς και αναφορά στις χρήσεις και επιθυμητές ιδιότητες που πρέπει να απαρτίζουν έναν βιοαισθητήρα. Το κεφάλαιο ολοκληρώνεται με την επισήμανση των πλεονεκτημάτων που φέρουν τα OTFTs έναντι άλλων μεθόδων κατασκευής. Στο 2ο κεφάλαιο πραγματοποιείται μια εισαγωγή στα OTFTs και κατηγοριοποίησή τους σε 2 ομάδες, βάσει της αρχιτεκτονικής στην οποία βασίζονται. Στη συνέχεια, οι δυο αυτές κατηγορίες (οργανικά τρανζίστορ επίδρασης πεδίου - OFETs και οργανικά ηλεκτροχημικά τρανζίστορ - OECTs) αναλύονται περαιτέρω ως προς τον τρόπο λειτουργίας τους. Στο 3ο και 4ο κεφάλαιο γίνεται μια εκτενέστερη αναφορά στον τρόπο λειτουργίας των παραπάνω οργανικών τρανζίστορ, και παρουσιάζονται διάφορες εφαρμογές τους ως αισθητήρες. Τα OFETs κατηγοριοποιούνται ως αισθητήρες ανίχνευσης αερίων, ανίχνευσης ιόντων και βιοανίχνευσης. Όμοια, τα OECTs κατηγοριοποιούνται ως χημικοί αισθητήρες και βιοαισθητήρες. Στις υποκατηγορίες αυτές αναλύονται παραδείγματα συσκευών ανίχνευσης από διάφορες ερευνητικές ομάδες. Στο 5ο κεφάλαιο αναλύονται εκτενώς δυο εφαρμογές οργανικών τρανζίστορ για ανίχνευση αέριας αμμωνίας (ΝΗ3) από δυο ερευνητικές ομάδες. Αφού επισημανθεί η σημασία ανίχνευσης της ΝΗ3, εντρυφούμε στην εφαρμογή εύκαμπτων, ψεκασμένων TIPS-PEN OTFTs, όπως και σε OFETs βασισμένα σε μίγματα ημιαγωγού/πολυμερούς (P3HT/PS), επάνω σε διηλεκτρικό PMMA. Μέσω ηλεκτρικού και μορφολογικού χαρακτηρισμού, παρουσιάζεται η αισθητήρια απόκριση και η διάρκεια ζωής των συσκευών, ενώ παράλληλα βλέπουμε πώς τα υλικά, η τεχνική εναπόθεσης και η επιλογή μίγματος ημιαγωγού/πολυμερούς που χρησιμοποιήσαμε στο πειραματικό μας τμήμα χρησιμοποιούνται σε διαδικασίες ανίχνευσης αέριων αναλυτών. Το 6ο κεφάλαιο, τέλος, αποτελεί το πειραματικό τμήμα της εργασίας, όπου πραγματοποιήθηκε ηλεκτρικός χαρακτηρισμός ψεκασμένων OFETs βασισμένα σε μίγματα ημιαγωγού-πολυμερούς (TIPS-Pentacene/PS ή /PMMA). Αρχικά, παρουσιάζεται η δομή της συσκευής, η μέθοδος της εναπόθεσης του παραπάνω μίγματος διαλυμάτων (διαδικασία ψεκασμού) και ο μορφολογικός χαρακτηρισμός των υμενίων με AFM και POM. Στη συνέχεια, πραγματοποιείται στατιστική ανάλυση ηλεκτρικών μετρήσεων των παραπάνω 2 μιγμάτων, με την εξαγωγή και μελέτη παραμέτρων κρίσιμων για την απόδοση των τρανζίστορ. Τέλος, παρουσιάζονται μετρήσεις περιβαλλοντικής σταθερότητας, που φανερώνουν το χρόνο ζωής των συσκευών. Στην παραπάνω ανάλυση αναδεικνύεται τόσο ο ρόλος της τεχνικής εναπόθεσης όσο και η σημασία του μίγματος στην απόδοση των συσκευών.

info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
Graduate Thesis / Πτυχιακή Εργασία

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (EL)
Aristotle University of Thessaloniki (EN)

Ελληνική γλώσσα

2016
2016-11-21T11:49:01Z


Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Σχολή Θετικών Επιστημών, Τμήμα Φυσικής

This record is part of 'IKEE', the Institutional Repository of Aristotle University of Thessaloniki's Library and Information Centre found at http://ikee.lib.auth.gr. Unless otherwise stated above, the record metadata were created by and belong to Aristotle University of Thessaloniki Library, Greece and are made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Unless otherwise stated in the record, the content and copyright of files and fulltext documents belong to their respective authors. Out-of-copyright content that was digitized, converted, processed, modified, etc by AUTh Library, is made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). You are kindly requested to make a reference to AUTh Library and the URL of the record containing the resource whenever you make use of this material.
info:eu-repo/semantics/openAccess



*Η εύρυθμη και αδιάλειπτη λειτουργία των διαδικτυακών διευθύνσεων των συλλογών (ψηφιακό αρχείο, καρτέλα τεκμηρίου στο αποθετήριο) είναι αποκλειστική ευθύνη των αντίστοιχων Φορέων περιεχομένου.