Estudos de transistores de gate eletrolítico visando uma eletrônica impressa sustentável

Resumo

A eletrônica impressa sustentável é uma área que busca reduzir o impacto ambiental da produção e descarte de dispositivos eletrônicos. A eletrônica impressa usa técnicas de impressão em materiais como papel, polímero e tecido para criar circuitos e componentes eletrônicos. Além disso, a eletrônica impressa oferece a possibilidade de criar dispositivos mais leves, flexíveis e portáteis que podem ser facilmente integrados em outros produtos, como roupas e embalagens. Nesse contexto, o transistor com eletrólitos no gate (EGTs) é compatível com eletrônica impressa sustentável e pode substituir os transistores convencionais, que utilizam óxidos como material isolante no gate. Além disso, os EGTs oferecem outras vantagens, como baixa tensão de operação e a possibilidade de serem integrados em dispositivos flexíveis. Quando se trata de dispositivos sustentável, a preocupação se concentra na escolha dos materiais, pois eles têm que ser amigo do meio ambiente e ao mesmo tempo proporcionar uma boa eficiência para o dispositivo. Basicamente os EGTs são constituídos por quatro camadas, sendo elas: Substrato, eletrodo, semicondutor e eletrólito. Para substrato, um bom candidato é o ácido polilático (PLA), pois ele pode ser utilizado como matéria prima em impressora 3D permitindo otimizar a sua geometria, além de ser um material biodegradável e biocompatível. Como eletrodo, pode citar o grafeno induzido por laser (LIG), esse condutor apresenta boa condutividade elétrica e pode ser produzido utilizando sistemas homemade de simples construção além de permitir a sua transferência de um substrato para o outro. O óxido de zinco na forma de nanopartículas é um excelente candidato a ser a camada ativa do dispositivo, pois além de ser amigo do meio ambiente, ele é compatível com as técnicas de impressão. Para o eletrólito, destaca-se o mel, pois ele apresenta uma boa condutividade iônica, características excelentes para os EGTs. Por fim, pretende-se fabricar EGTs utilizando técnicas de impressão contendo materiais biodegradáveis. Por se tratar de uma área nova e pouco explorada, será avaliado também a modificação/troca dos materiais que foram citados anteriormente, de maneira a aumentar a eficiência do dispositivo. As caracterizações tanto dos materiais quanto dos EGTs, serão feitas visando possíveis aplicações em sistemas neuromórficos utilizando inversor de carga resistiva, na qual serão analisados os tempos de repostas nas caracterizações elétricas/dinâmica do dispositivo.