A high-capacitance salt-free dielectric for self-healable, printable, and flexible organic field effect transistors and chemical sensor

Advanced Functional Materials

Volumn 25, Issue 24, 2015, Pages 3745-3755

  Huang, Weiguo ^a   Besar, Kalpana ^a   Zhang, Yong ^a   Yang, Shyuan ^b   Wiedman, Gregory ^a   Liu, Yu ^a   Guo, Wenmin ^a   Song, Jian ^a,c   Hemker, Kevin ^a   Hristova, Kalina ^a   Kymissis, Ionnis J ^b   Katz, Howard E ^a,d  

^a Johns Hopkins University   (United States)

^b Department of Earth and Environmental Sciences   (United States)

^c JILIN UNIVERSITY   (China)

^d JOHNS HOPKINS UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

flexibility; high capacitance dielectric; organic field effect transistors; printing; self healing

Indexed keywords

BLENDING; CAPACITANCE; COPOLYMERS; DISPLAY DEVICES; FILM THICKNESS; FLEXIBLE DISPLAYS; FLEXIBLE ELECTRONICS; GATE DIELECTRICS; ORGANIC FIELD EFFECT TRANSISTORS; PRINTING; SELF-HEALING MATERIALS; THERMOELECTRIC EQUIPMENT; TRANSISTORS; WEARABLE SENSORS;

ELECTRONIC DEVICE; FLEXIBILITY; IMPLANTABLE SENSORS; INTELLIGENT ELECTRONIC DEVICE; SELF-HEALING; SELF-HEALING CAPABILITIES; SELF-HEALING POLYMERS; SUSTAINED ATTENTION;

FIELD EFFECT TRANSISTORS;

EID: 85027930431     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201404228     Document Type: Article

References (61)

1. E. Abdullayev, V. Abbasov, A. Tursunbayeva, V. Portnov, H. Ibrahimov, G. Mukhtarova, Y. Lvov, ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 4464.
2. Y. Li, L. Li, J. Q. Sun, Angew. Chem. 2010, 122, 6265
3. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 6129.
4. X. Chen, M. A. Dam, K. Ono, A. Mal, H. Shen, S. R. Nutt, K. Sheran, F. Wudl, Science 2002, 295, 1698.
5. S. D. Bergman, F. Wudl, J. Mater. Chem. 2008, 18, 41.
6. C. Zeng, H. Seino, J. Ren, K. Hatanaka, N. Yoshie, Macromolecules 2013, 46, 1794.
7. G. H. Deng, C. M. Tang, F. Y. Li, H. F. Jiang, Y. M. Chen, Macromolecules 2010, 43, 1191.
8. P. W. Zheng, T. J. McCarthy, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2024.
9. B. C.-K. Tee, C. Wang, R. Allen, Z. Bao, Nat. Nanotech. 2012, 7, 825.
10. C. Wang, H. Wu, Z. Chen, M. T. McDowell, Y. Cui, Z. Bao, Nat. Chem. 2013, 5, 1042.
11. S. R. White, N. R. Sottos, P. H. Geubelle, J. S. Moore, M. R. Kessler, S. R. Sriram, E. N. Brown, S. Viswanathan, Nature 2001, 409, 749.
12. K. S. Toohey, N. R. Sottos, J. A. Lewis, J. S. Moore, S. R. White, Nat. Mater. 2007, 6, 581.
13. S. A. Odom, M. M. Caruso, A. D. Finke, A. M. Prokup, J. A. Ritchey, J. H. Leonard, S. R. White, N. R. Sottos, J. S. Moore, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1721.
14. B. J. Blaiszik, S. L. B. Kramer, M. E. Grady, D. A. Mcllroy, J. S. Moore, N. R. Sottos, S. R. White, Adv. Mater. 2012, 24, 398.
15. S. A. Odom, S. Chayanupatkul, B. J. Blaiszik, O. Zhao, A. C. Jackson, P. V. Braun, N. R. Sottos, S. R. White, J. S. Moore, Adv. Mater. 2012, 24, 2578.
16. Y. Li, S. S. Chen, M. C. Wu, J. Q. Sun, Adv. Mater. 2012, 24, 4578.
17. K. Williams, A. Boydston, C. Bielawski, J. R. Soc. Interface 2007, 4, 359.
18. M. Burnworth, L. Tang, J. R. Kumpfer, A. J. Duncan, F. L. Beyer, G. L. Fiore, S. J. Rowan, C. Weder, Nature 2011, 472, 334.
19. P. Cordier, F. Tournilhac, C. Soulié-Ziakovic, L. Leibler, Nature 2008, 451, 977.
20. R. Wool, Soft Matter 2008, 4, 400.
21. Y. L. Chen, A. M. Kushner, G. A. Williams, Z. B. Guan, Nat. Chem. 2012, 4, 467.
22. D.-H. Kim, N. Lu, M. Rui, Y.-S. Kim, R.-H. Kim, S. Wang, J. Wu, S. M. Won, H. Tao, A. Islam, K. J. Yu, T. Kim, R. Chowdhury, M. Ying, L. Xu, M. Li, H.-J. Chung, H. Keum, M. McCormick, P. Liu, Y.-W. Zhang, F. G. Omenetto, Y. Huang, T. Coleman, J. A. Rogers, Science 2011, 333, 838.
23. S. C. B. Mannsfeld, B. C.-K. Tee, R. M. Stoltenberg, C. V.H.-H. Chen, S. Barman, B. V. O. Miur, A. N. Sokolov, C. Reese, Z. Bao, Nat. Mater. 2010, 9, 859.
24. C. Pang, C. Lee, K.-Y. Suh, J. Appl. Polym. Sci. 2013, 130, 1429.
25. M. Ramuz, B. C.-K. Tee, J. B.-H. Tok, Z. Bao, Adv. Mater. 2012, 24, 3223.
26. T. Someya, T. Sekitani, S. Iba, Y. Kato, H. Kawaguchi, T. Sakurai, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 9966.
27. M. Kaltenbrunner, T. Sekitani, J. Reeder, T. Yokota, K. Kuribara, T. Tokuhara, M. Drack, R. Schwodiauer, I. Graz, S. Bauer-Gogonea, S. Bauer, T. Someya, Nature 2013, 499, 458.
28. T. Sekitani, U. Zschieschang, H. Klauk, T. Someya, Nat. Mater. 2010, 9, 1015.
29. G. Schwartz, B. C.-K. Tee, J. Mei, A. L. Appleton, D. H. Kim, H. Wang, Z. Bao, Nat. Commun. 2012, 4, 2832.
30. C. Wang, D. Hwang, Z. Yu, K. Takei, J. Park, T. Chen, B. Ma, A. Javey, Nat. Mater. 2013, 12, 899.
31. S. Xu, Y. Zhang, L. Jia, K. E. Mathewson, K.-I. Jang, J. Kim, H. Fu, X. Huang, P. Chava, R. Wang, S. Bhole, L. Wang, Y. J. Na, Y. Guan, M. Flavin, Z. Han, Y. Huang, J. A. Rogers, Science 2014, 344, 70.
32. R. C. Webb, A. P. Bonifas, A. Behnaz, Y. Zhang, K. J. Yu, H. Cheng, M. Shi, Z. Bian, Z. Liu, Y.-S. Kim, W.-H. Yeo, J. S. Park, J. Song, Y. Li, Y. Huang, A. M. Gorbach, J. A. Rogers, Nat. Mater. 2013, 12, 938.
33. C. Dumas, R. E. Zein, H. Dallaporta, A. M. Charrier, Langmuir 2011, 27, 13643.
34. C.-C. Lu, Y.-C. Lin, C.-H. Yeh, J.-C. Huang, P.-W. Chiu, ACS Nano 2012, 5, 4469.
35. J. H. Li, Z. H. Sun, F. Yan, Adv. Mater. 2012, 24, 88.
36. S. K. Hwang, I. Bae, S. M. Cho, R. H. Kim, H. J. Jung, C. Park, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 5484.
37. K.-J. Baeg, D. Khim, S.-W. Jung, M. Kang, I.-K. You, D.-Y. Kim, A. Facchetti, Y.-Y. Noh, Adv. Mater. 2012, 24, 5433.
38. C. Wang, W.-Y. Lee, R. Nakajima, J. Mei, D. H. Kim, Z. Bao, Chem. Mater. 2013, 25, 4806.
39. a) J. H. Cho, J. Lee, Y. Xia, B. S. Kim, Y. He, M. J. Renn, T. P. Lodge, C. D. Frisbie, Nat. Mater. 2008, 7, 900
40. b) B. Pal, B. Dhar, K. See, H. E. Katz, Nat. Mater. 2009, 8, 898.
41. a) K. H. Lee, M. S. Kang, S. Zhang, Y. Gu, T. P. Lodge, C. D. Frisbie, Adv. Mater. 2012, 24, 4457
42. b) G. Joshi, S. M. Pawde, J. Appl. Polym. Sci. 2006, 102, 1014.
43. a) H. H. Fong, J.-K. Lee, Y.-F. Lim, A. A. Zakhidov, W. W. H. Wong, A. B. Holmes, C. K. Ober, G. G. Malliaras, Adv. Mater. 2011, 23, 735
44. b) R. P. Ortiz, A. Facchetti, T. J. Marks, Chem. Rev. 2010, 110, 205
45. c) P. G. Taylor, J.-K. Lee, A. A. Zakhidov, M. Chatzichristidi, H. H. Fong, J. A. DeFranco, G. G. Malliaras, C. K. Ober, Adv. Mater. 2009, 21, 2341
46. d) W. Huang, W. Shi, S. Han, J. Yu, AIP Adv. 2013, 3, 052122
47. e) W. Huang, K. Besar, R. LeCover, P. Dulloor, J. Sinha, J. F. M. Hardigree, C. Pick, J. Swavola, A. D. Everett, J. Frechette, M. Bevan, H. E. Katz, Chem. Sci. 2014, 5, 416.
48. M. Salinas, C. M. Jäger, A. Y. Amin, P. O. Dral, T. Meyer-Friedrichsen, A. Hirsch, T. Clark, M. Halik, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 12648.
49. J. F. M. Hardigree, T. J. Dawidczyk, R. M. Ireland, G. L. Johns, B.-J. Jung, M. Nyman, R. Osterbacka, N. Markovic, H. E. Katz, ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 7025.
50. a) Y. Liu, P. F. Guan, B. Zhang, M. L. Falk, H. E. Katz, Chem. Mater. 2013, 25, 3788
51. b) (Eds:, A. Lasia, B. E. Conway, J. Bockris, R. E. White), Electrochemical Impedance Spectroscopy and Its Applications, Modern Aspects of Electrochemistry, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York 1999, Vol. 32, p. 143.
52. E. D. Glowacki, M. Irimia-Vladu, M. Kaltenbrunner, J. Gsiorowski, M. S. White, U. Monkowius, G. Romanazze, G. P. Suranna, P. Mastrorilli, T. Sekitani, S. Bauer, T. Someya, L. Torsi, N. S. Sariciftci, Adv. Mater. 2013, 25, 1563.
53. C.-H. Yeh, Y.-W. Lain, Y.-C. Chiu, C.-H. Liao, D. R. Moyano, S. S. H. Hsu, P.-W. Chiu, ACS Nano 2014, 8, 7663.
54. a) Y.-S. Kim, K.-S. Liao, C. J. Jan, D. E. Bergbreiter, J. C. Grunlan, Chem. Mater. 2006, 18, 2997
55. b) Y. Luo, Y. Li, Z. Li, Smart Mater. Struct. 2006, 15, 1979
56. c) X. weng, D. Brett, V. Yufit, P. Shearing, N. Brandon, M. Reece, H. Yan, C. Tighe, J. A. Darr, Solid State Ionics 2010, 181, 827
57. d) Z. Chen, J. C. M. Brokken-Zijp, H. P. Huinink, J. Loos, G. de With, M. A. J. Michels, Macromolecules 2006, 39, 6115
58. e) Y.-A. Li, Y.-J. Chen, N.-H. Tai, Langmuir 2013, 29, 8433.
59. J. W. Jeong, Y. D. Lee, Y. M. Kim, Y. W. Park, J. H. Choi, T. H. Park, C. D. Soo, S. M. Won, I. K. Han, B. K. Ju, Sens. Actuators B 2010, 146, 40.
60. W. Huang, J. Sinha, M.-L. Yeh, J. F. M. Hardigree, R. LeCover, K. Besar, A. M. Rule, P. N. Breysse, H. E. Katz, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 4094.
61. H. E. Katz, A. J. Lovinger, J. Johnson, C. Kloc, T. Siegrist, W. Li, Y. Y. Lin, A. Dodabalapur, Nature 2000, 404, 478.