Solution-processable, low-voltage, and high-performance monolayer field-effect transistors with aqueous stability and high sensitivity

Advanced Materials

Volumn 27, Issue 12, 2015, Pages 2113-2120

  Chen, Hongliang ^a   Dong, Shaohua ^a   Bai, Meilin ^a   Cheng, Nongyi ^a   Wang, Hao ^a   Li, Mingliang ^a   Du, Huiwen ^b   Hu, Shuxin ^c   Yang, Yanlian ^b   Yang, Tieying ^d   Zhang, Fan ^c   Gu, Lin ^c   Meng, Sheng ^c   Hou, Shimin ^a   Guo, Xuefeng ^a  

^a PEKING UNIVERSITY   (China)

^b NATIONAL CENTER FOR NANOSCIENCE AND TECHNOLOGY   (China)

^c INSTITUTE OF PHYSICS   (China)

^d SHANGHAI INSTITUTE OF APPLIED PHYSICS   (China)

Author keywords

low voltage operation; monolayers; organic field effect transistors; sensors; solution processability

Indexed keywords

ELECTRIC FIELD EFFECTS; GATE DIELECTRICS; HAFNIUM OXIDES; MONOLAYERS; ORGANIC FIELD EFFECT TRANSISTORS; SENSORS; TRANSISTORS;

AQUEOUS STABILITY; ELECTRICAL SIGNAL; LIQUID CRYSTALLINE; LOW VOLTAGE OPERATION; SOLUTION PROCESSABILITY; SOLUTION PROCESSABLE; SOLUTION-PROCESSED; ULTRA-HIGH-SENSITIVITY;

FIELD EFFECT TRANSISTORS;

EID: 85027929681     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201405378     Document Type: Article

References (42)

1. a) A. Dodabalapur, L. Torsi, H. E. Katz, Science 1995, 268, 270
2. b) F. Dinelli, M. Murgia, P. Levy, M. Cavallini, F. Biscarini, D. M. de Leeuw, Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 196802.
3. a) M. Halik, A. Hirsch, Adv. Mater. 2011, 23, 2689
4. b) H. Chen, X. Guo, Small 2013, 9, 1144.
5. a) Y. Cao, M. L. Steigerwald, C. Nuckolls, X. Guo, Adv. Mater. 2010, 22, 20
6. b) J. J. Brondijk, W. S. C. Roelofs, S. G. J. Mathijssen, A. Shehu, T. Cramer, F. Biscarini, P. W. M. Blom, D. M. de Leeuw, Phys. Rev. Lett. 2012, 109, 056601.
7. a) A.-M. Andringa, M.-J. Spijkman, E. C. P. Smits, S. G. J. Mathijssen, P. A. van Hal, S. Setayesh, N. P. Willard, O. V. Borshchev, S. A. Ponomarenko, P. W. M. Blom, D. M. de Leeuw, Org. Electron. 2010, 11, 895
8. b) Y. Cao, Z. Wei, S. Liu, L. Gan, X. Guo, W. Xu, M. L. Steigerwald, Z. Liu, D. Zhu, Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 6319
9. c) X. Guo, M. Myers, S. Xiao, M. Lefenfeld, R. Steiner, G. S. Tulevski, J. Tang, J. Baumert, F. Leibfarth, J. T. Yardley, M. L. Steigerwald, P. Kim, C. Nuckolls, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 103, 11452.
10. S. Fabiano, C. Musumeci, Z. Chen, A. Scandurra, H. Wang, Y.-L. Loo, A. Facchetti, B. Pignataro, Adv. Mater. 2012, 24, 951.
11. a) E. C. P. Smits, S. G. J. Mathijssen, P. A. van Hal, S. Setayesh, T. C. T. Geuns, K. A. H. A. Mutsaers, E. Cantatore, H. J. Wondergem, O. Werzer, R. Resel, M. Kemerink, S. Kirchmeyer, A. M. Muzafarov, S. A. Ponomarenko, B. de Boer, P. W. M. Blom, D. M. de Leeuw, Nature 2008, 455, 956
12. b) S. G. J. Mathijssen, E. C. P. Smits, P. A. van Hal, H. J. Wondergem, S. A. Ponomarenko, A. Moser, R. Resel, P. A. Bobbert, M. Kemerink, R. A. J. Janssen, D. M. de Leeuw, Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 674
13. c) T. Schmaltz, A. Y. Amin, A. Khassanov, T. Meyer-Friedrichsen, H.-G. Steinrueck, A. Magerl, J. J. Segura, K. Voitchovsky, F. Stellacci, M. Halik, Adv. Mater. 2013, 25, 4511
14. d) M. Novak, A. Ebel, T. Meyer-Friedrichsen, A. Jedaa, B. F. Vieweg, G. Yang, K. Voitchovsky, F. Stellacci, E. Spiecker, A. Hitsch, M. Halik, Nano Lett. 2011, 11, 156
15. e) G. S. Tulevski, Q. Miao, M. Fukuto, R. Abram, B. Ocko, R. Pindak, M. L. Steigerwald, C. R. Kagan, C. Nuckolls, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15048
16. f) C. M. Jaeger, T. Schmaltz, M. Novak, A. Khassanov, A. Vorobiev, M. Hennemann, A. Krause, H. Dietrich, D. Zahn, A. Hirsch, M. Halik, T. Clark, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4893.
17. E. M. Mannebach, J. W. Spalenka, P. S. Johnson, Z. Cai, F. J. Himpsel, P. G. Evans, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 554.
18. a) M. Defaux, F. Gholamrezaie, J. Wang, A. Kreyes, U. Ziener, D. V. Anokhin, D. A. Ivanov, A. Moser, A. Neuhold, I. Salzmann, R. Resel, D. M. de Leeuw, S. C. J. Meskers, M. Moeller, A. Mourran, Adv. Mater. 2012, 24, 973
19. b) L. Jiang, H. Dong, Q. Meng, H. Li, M. He, Z. Wei, Y. He, W. Hu, Adv. Mater. 2011, 23, 2059.
20. a) R. Ruiz, A. Papadimitratos, A. C. Mayer, G. G. Malliaras, Adv. Mater. 2005, 17, 1795
21. b) S. C. B. Mannsfeld, A. Virkar, C. Reese, M. F. Toney, Z. Bao, Adv. Mater. 2009, 21, 2294.
22. a) P. Lin, F. Yan, Adv. Mater. 2012, 24, 34
23. b) P. A. Bobbert, A. Sharma, S. G. J. Mathijssen, M. Kemerink, D. M. de Leeuw, Adv. Mater. 2012, 24, 1146
24. c) J. Mei, Y. Diao, A. L. Appleton, L. Fang, Z. Bao, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 6724.
25. a) S. Dong, H. Zhang, L. Yang, M. Bai, Y. Yao, H. Chen, L. Gan, T. Yang, H. Jiang, S. Hou, L. Wan, X. Guo, Adv. Mater. 2012, 24, 5576
26. b) I. McCulloch, M. Heeney, C. Bailey, K. Genevicius, I. Macdonald, M. Shkunov, D. Sparrowe, S. Tierney, R. Wagner, W. M. Zhang, M. L. Chabinyc, R. J. Kline, M. D. McGehee, M. F. Toney, Nat. Mater. 2006, 5, 328
27. c) A. van Breemen, P. T. Herwig, C. H. T. Chlon, J. Sweelssen, H. F. M. Schoo, S. Setayesh, W. M. Hardeman, C. A. Martin, D. M. de Leeuw, J. J. P. Valeton, C. W. M. Bastiaansen, D. J. Broer, A. R. Popa-Merticaru, S. C. J. Meskers, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2336.
28. a) M. E. Roberts, S. C. B. Mannsfeld, N. Queralto, C. Reese, J. Locklin, W. Knoll, Z. Bao, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 12134
29. b) D. A. Bernards, G. G. Malliaras, Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 3538
30. c) O. Knopfmacher, M. L. Hammock, A. L. Appleton, G. Schwartz, J. Mei, T. Lei, J. Pei, Z. Bao, Nat. Commun. 2014, 5, 2954
31. d) T. Jung, A. Dodabalapur, Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 182109
32. e) B. Kang, M. Jang, Y. Chung, H. Kim, S. K. Kwak, J. H. Oh, K. Cho, Nat. Commun. 2014, 5, 4752.
33. Y. Ito, A. A. Virkar, S. Mannsfeld, J. H. Oh, M. Toney, J. Locklin, Z. Bao, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9396.
34. a) O. Acton, G. Ting, H. Ma, J. W. Ka, H.-L. Yip, N. M. Tucker, A. K. Y. Jen, Adv. Mater. 2008, 20, 3697
35. b) R. P. Ortiz, A. Facchetti, T. J. Marks, Chem. Rev. 2010, 110, 205.
36. Y. S. Cohen, S. Xiao, M. L. Steigerwald, C. Nuckolls, C. R. Kagan, Nano Lett. 2006, 6, 2838.
37. H. Zhang, X. Guo, J. Hui, S. Hu, W. Xu, D. Zhu, Nano Lett. 2011, 11, 4939.
38. L. Huang, M. Stolte, H. Bürckstümmer, F. Würthner, Adv. Mater. 2012, 24, 5750.
39. G. S. Tulevski, Q. Miao, A. Afzali, T. O. Graham, C. R. Kagan, C. Nuckolls, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1788.
40. a) G. Williams, D. C. Watts, Trans. Faraday Soc. 1970, 66, 80
41. b) J. M. Warman, P. G. Schouten, G. H. Gelinck, M. P. de Haas, Chem. Phys. 1996, 212, 183
42. c) M. F. Shlesinger, E. W. Montroll, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1984, 81, 1280.