High conductivity PEDOT:PSS through laser micro-annealing: mechanisms and application

Show simple item record

dc.contributor.author Troughton, Joe
dc.contributor.author Peillon, Nathalie
dc.contributor.author Borbely, Andras
dc.contributor.author Rodriguez Pereira, Jhonatan
dc.contributor.author Pavlinak, David
dc.contributor.author Macák, Jan
dc.contributor.author Djenizian, Thierry
dc.contributor.author Ramuz, Marc
dc.date.accessioned 2023-07-12T13:15:11Z
dc.date.available 2023-07-12T13:15:11Z
dc.date.issued 2022
dc.identifier.issn 2050-7526
dc.identifier.uri https://hdl.handle.net/10195/81229
dc.description.abstract Conductive polymers represent the next generation of soft, flexible electronics. Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) is among the most widely used of these, despite having a relatively low conductivity when deposited in the standard form with no additional chemical dopants. This is often mitigated through chemical doping, but this is associated with changes in processing easy, mechanical stability, or compatibility. This paper reports a laser micro-annealing process for PEDOT:PSS, including process optimisation, investigation of the underlying mechanism, and application in organic electronics. The laser micro-annealing increases the material conductivity from 1 S cm(-1) to around 360 S cm(-1) without any additive or post-deposition chemical treatments. This process is used, along with a laser ablation step, to fabricate organic electrochemical transistors (OECTs). These show comparable performance to material fabricated with common additives, while allowing rapid production of myriad devices. The additive and photolithography free processes enables simple fabrication of devices without the processing complications introduced by the use of additional chemicals. Following process optimisation, detailed study of the material properties suggests the dominant mechanism for this conductivity enhancement is the agglomeration of PEDOT cores within the film, facilitated by the moderate local heating action of the laser. eng
dc.format p. 16592-16603 eng
dc.language.iso eng
dc.publisher Royal Society of Chemistry eng
dc.relation.ispartof Journal of Materials Chemistry C, volume 10, issue: 43 eng
dc.rights open access (green) eng
dc.subject thin-films eng
dc.subject electrical-conductivity eng
dc.subject transparent electrode eng
dc.subject sulfonate) film eng
dc.subject polymer eng
dc.subject enhancement eng
dc.subject pedot/pss eng
dc.subject improvement eng
dc.subject morphology eng
dc.subject reduction eng
dc.subject tenké filmy cze
dc.subject elektrická vodivost cze
dc.subject průhledná elektroda cze
dc.subject sulfonátový film cze
dc.subject vylepšení polymeru cze
dc.subject pedot/pss cze
dc.subject zlepšení cze
dc.subject morfologie cze
dc.subject snížení cze
dc.title High conductivity PEDOT:PSS through laser micro-annealing: mechanisms and application eng
dc.title.alternative Vysoká vodivost PEDOT:PSS díky laserovému mikrožíhání: mechanismy a aplikace cze
dc.type article eng
dc.description.abstract-translated Vodivé polymery představují novou generaci měkké, flexibilní elektroniky. Poly(3,4-ethylendioxythiofen):poly(styrensulfonát) (PEDOT:PSS) patří mezi nejpoužívanější z nich, přestože má relativně nízkou vodivost, když je nanesen ve standardní formě bez dalších chemických příměsí. To je často zmírňováno chemickým dopingem, ale to je spojeno se změnami ve snadnosti zpracování, mechanické stabilitě nebo kompatibilitě. Tento článek popisuje proces laserového mikro-žíhání pro PEDOT:PSS, včetně optimalizace procesu, zkoumání základního mechanismu a aplikace v organické elektronice. Laserové mikro-žíhání zvyšuje vodivost materiálu z 1 S cm(-1) na přibližně 360 S cm(-1) bez jakýchkoli aditivních nebo post-depozičních chemických úprav. Tento proces se používá spolu s krokem laserové ablace k výrobě organických elektrochemických tranzistorů (OECT). Ty vykazují výkon srovnatelný s materiálem vyrobeným s běžnými přísadami a zároveň umožňují rychlou výrobu řady zařízení. Procesy bez aditiv a fotolitografie umožňují jednoduchou výrobu zařízení bez komplikací při zpracování, které přináší použití dalších chemikálií. Po provedené optimalizaci procesu, podrobné studium vlastností materiálu naznačuje, že dominantním mechanismem pro toto zvýšení vodivosti je aglomerace PEDOT jader ve filmu, umožněné mírným lokálním ohřevem s pomocí laseru. cze
dc.peerreviewed yes eng
dc.publicationstatus postprint (accepted) eng
dc.identifier.doi 10.1039/d2tc03812a
dc.relation.publisherversion https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/TC/D2TC03812A
dc.project.ID LM2018103/Výzkumná infrastruktura CEMNAT cze
dc.identifier.wos 000877633600001
dc.identifier.scopus 2-s2.0-85141821075
dc.identifier.obd 39887974


This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search DSpace


Advanced Search

Browse

My Account