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Transistor com porta eletrolítica utilizando méis de abelhas nativas do Brasil como eletrólito

In this work, it was developed electrolyte-gated transistors using honey as electrolyte. The different honeys chosen to be applied are from native Brazilian stingless bees collected in the state of Paraná (south of Brazil). The use of honey as an electrolyte-layer in transistors has already been inv...

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Autor principal:	Fung, Maria Helena Lacerda de Oliveira
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2022
Assuntos:	Transistores Mel Eletrólitos Abelhas sem ferrão Transistors Honey Electrolytes Stingless bees CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Física
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28145
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id	riut-1-28145
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spelling	riut-1-281452022-04-27T06:07:55Z Transistor com porta eletrolítica utilizando méis de abelhas nativas do Brasil como eletrólito Honey-gated transistors based on brazilian stingless bees honey as electrolyte Fung, Maria Helena Lacerda de Oliveira Seidel, Keli Fabiana https://orcid.org/0000-0002-1618-0873 http://lattes.cnpq.br/0437996218263828 Serbena, Jose Pedro Mansueto http://lattes.cnpq.br/2394399340475167 Kappke, Jaqueline https://orcid.org/ 0000-0002-9987-0959 http://lattes.cnpq.br/3481479312984414 Seidel, Keli Fabiana https://orcid.org/0000-0002-1618-0873 http://lattes.cnpq.br/0437996218263828 Alves, Neri https://orcid.org/0000-0001-8001-301X http://lattes.cnpq.br/7607651111619269 Transistores Mel Eletrólitos Abelhas sem ferrão Transistors Honey Electrolytes Stingless bees CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Física In this work, it was developed electrolyte-gated transistors using honey as electrolyte. The different honeys chosen to be applied are from native Brazilian stingless bees collected in the state of Paraná (south of Brazil). The use of honey as an electrolyte-layer in transistors has already been investigated in the literature, where it shows properties like: (i) a quick manipulation method for being used in-natura, maintaining its chemical characteristics such as viscosity, (ii) cheap, when compared to other commercial electrolytes, (iii) non-toxic and biodegradable, and also (iv) biocompatible, allowing it to be applied in biosensing, e.g. The developed transistors have interdigitated source and drain electrodes of tin indium oxide (ITO) and a channel composed of poly(3-hexylthiophene-2,5-dil) (P3HT), deposited by spin-coating process. The gate electrode is constituted by a platinum tip (Pt), which is partially immersed inside the honey drop that composes the transistor’s dielectric layer. Three different bees honeys were tested and studied in this work, being the honey from: Jataí (Tetragonisca angustula), Iraí (Nannotrigona testaceicornis) and Tubuna (Scaptotrigona bipunctata). The efficiency parameters extracted from the electrical characterization of the transistors were: the product of the field effect mobility with capacitance (𝜇𝑒𝑓𝑓 · 𝐶𝑖), threshold voltage (𝑉𝑡), transconductance (𝑔𝑚) and the on–off ratio. Such parameters were compared to other recently published works related to electrolyte-gated transistors using honey from Apis Mellifera bees as electrolyte. The three tested honeys showed potential to be used in this class of transistors, and a certain set of parameters extracted from the electrical measurements have similarities among them. Finally, Honey-Gated Transistor were successfully obtained, operating in a voltage range of up to \|2\| 𝑉 , on-off ratio in the order of ∼ 101, and output current in the order of 𝜇𝐴. We aim that that these transistors could be applied as a versatile and low cost platform in sensing and biosensing. Neste trabalho, foram desenvolvidos transistores com porta eletrolítica utilizando o mel como eletrólito. Os méis selecionados para serem aplicados são de abelhas nativas sem ferrão colhidos no estado do Paraná. A utilização de mel em transistores vem sendo investigada na literatura da área, onde demonstra-se ser: (i) um método de manipulação rápida por ser usado in-natura mantendo suas características químicas como viscosidade, (ii) barato quando comparado a outros eletrólitos comerciais, (iii) não-tóxico e biodegradável, sendo ainda, (iv) biocompatível o que lhe permite ser aplicado em bio-sensoriamento. Os transistores desenvolvidos possuem eletrodos interdigitados fonte e dreno de óxido de estanho e índio (ITO) e canal composto de poli(3- hexiltiofeno-2,5-dil) (P3HT) depositados a partir de processo de spin-coating. O eletrodo porta (gate) é constituído por uma ponta de platina (Pt), a qual fica parcialmente imersa dentro da gota de mel que compõem a camada dielétrica do transistor. Três diferentes méis de abelhas foram testados e estudados neste trabalho, sendo o mel de abelhas: Jataí (Tetragonisca angustula), Iraí (Nannotrigona testaceicornis) and Tubuna (Scaptotrigona bipunctata). Os parâmetros de eficiência extraídos, a partir da caracterização elétrica dos transistores, foram: produto da mobilidade de efeito de campo com a capacitância (𝜇𝑒𝑓𝑓 · 𝐶𝑖), tensão de threshold (𝑉𝑡), transcondutância (𝑔𝑚) e razão on–off. Tais parâmetros foram comparados a outros trabalhos referentes a transistores com porta eletrolítica utilizando mel de abelhas Apis Mellifera como eletrólito e publicados recentemente. Os três méis testados demonstraram potencial para serem utilizados nesta classe de transistores e, os um determinado conjunto de parâmetros extraídos a partir das medidas elétricas possuem similaridades entre si. Por fim, foram obtidos transistores com porta eletrolítica nomeados em inglês como, Honey-Gated Transistor, os quais operam com faixa de tensão de até \|2\|𝑉 , razão on–off na ordem de ∼ 101 e, corrente elétrica na ordem de 𝜇𝐴. Vislumbra-se que estes transistores poderão ser aplicados como uma plataforma versátil e de baixo custo em sensoriamento e bio-sensoriamento. 2022-04-26T17:13:26Z 2022-04-26T17:13:26Z 2022-02-02 masterThesis FUNG, Maria Helena Lacerda de Oliveira. Transistor com porta eletrolítica utilizando méis de abelhas nativas do Brasil como eletrólito. 2022. Dissertação (Mestrado em Física e Astronomia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28145 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Física e Astronomia UTFPR
institution	Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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description	In this work, it was developed electrolyte-gated transistors using honey as electrolyte. The different honeys chosen to be applied are from native Brazilian stingless bees collected in the state of Paraná (south of Brazil). The use of honey as an electrolyte-layer in transistors has already been investigated in the literature, where it shows properties like: (i) a quick manipulation method for being used in-natura, maintaining its chemical characteristics such as viscosity, (ii) cheap, when compared to other commercial electrolytes, (iii) non-toxic and biodegradable, and also (iv) biocompatible, allowing it to be applied in biosensing, e.g. The developed transistors have interdigitated source and drain electrodes of tin indium oxide (ITO) and a channel composed of poly(3-hexylthiophene-2,5-dil) (P3HT), deposited by spin-coating process. The gate electrode is constituted by a platinum tip (Pt), which is partially immersed inside the honey drop that composes the transistor’s dielectric layer. Three different bees honeys were tested and studied in this work, being the honey from: Jataí (Tetragonisca angustula), Iraí (Nannotrigona testaceicornis) and Tubuna (Scaptotrigona bipunctata). The efficiency parameters extracted from the electrical characterization of the transistors were: the product of the field effect mobility with capacitance (𝜇𝑒𝑓𝑓 · 𝐶𝑖), threshold voltage (𝑉𝑡), transconductance (𝑔𝑚) and the on–off ratio. Such parameters were compared to other recently published works related to electrolyte-gated transistors using honey from Apis Mellifera bees as electrolyte. The three tested honeys showed potential to be used in this class of transistors, and a certain set of parameters extracted from the electrical measurements have similarities among them. Finally, Honey-Gated Transistor were successfully obtained, operating in a voltage range of up to \|2\| 𝑉 , on-off ratio in the order of ∼ 101, and output current in the order of 𝜇𝐴. We aim that that these transistors could be applied as a versatile and low cost platform in sensing and biosensing.
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