Desenvolvimento de transistores verticais de efeito de campo com eletrólito no gate para fotodetectores UV

Resumo

O transistor é um elemento de grande importância para a eletrônica, sendo responsável por funções como amplificação de sinal e chaveamento. No contexto da eletrônica alternativa ao silício, surge uma demanda por transistores que possam ser impressos, flexíveis, transparentes, orgânicos ou obtidos por precursores orgânicos e que possam ser integrados em embalagens inteligentes, adornos ou vestuário. Nesse sentido, destaca-se na literatura uma abordagem muito recente que visa à junção de duas configurações bem sucedidas, que são: os transistores com eletrólito no gate e os transistores verticais, resultando nos chamados transistores verticais de efeito de campo com eletrólito no gate (VEGTs). A junção do eletrólito com a arquitetura vertical permite: contornar problemas de corrente de fuga, aumentar a capacitância, obter canal de nanômetros de espessura, aplicações biológicas e em sensores de radiação, boa velocidade de comutação e atingir valores de transcondutância tão altos quanto 814 S/m. O desafio de produzir bons VEGTs passa pelo estudo individual das três camadas principais: eletrodo intermediário, semicondutor e eletrólito. Existem muitos materiais promissores nesse sentido e a sua escolha depende da aplicação desejada. Para fotodetecção de radiação ultravioleta (UV) o óxido de zinco (ZnO) tem se destacado pela possibilidade de ser obtido a partir de precursores orgânicos que podem ser processados por solução e depositado por impressão. E para fotodetecção de UV profundo destaca-se o oxido de gálio (Ga2O3), que também pode ser obtido por precursores orgânicos e depositado por impressão. Como alternativa para eletrodos baseados em carbono destacam-se o grafeno e os nanotubos de carbono e como alternativa para os dielétricos, destacam-se os eletrólitos a base de celulose. A proposta do presente projeto de doutorado é desenvolver e estudar a versão impressa dos VEGTs para fotodetecção UV, visando um melhor desempenho, estabilidade física, ciclabilidade e reprodutibilidade.