全柔性离子-电子混合传导薄膜器件及其传感性能研究

高贤永¹，邢毅²，汪浩鹏¹，王刚²

1. 联合微电子中心有限责任公司2. 纤维材料改性国家重点实验室(东华大学)&东华大学材料科学与工程学院

摘 要：聚合物离子-电子混合导体材料（PMIECs）能够有效传输、耦合离子和电子电荷,是推动下一代柔性生物电子、光电转换和能量存储设备等技术发展的关键材料。本研究通过在全氟磺酸（Nafion）膜上原位聚合导电聚合物聚（3,4-乙烯二氧噻吩）:聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT:PSS）,制备了一种离子-电子混合传导薄膜状器件,并对其进行了电镜表征、传感测试以及在水中稳定性探究。结果表明,PEDOT:PSS层紧密粘附在Nafion薄膜上,从而提高了器件的稳定性。考虑到聚合时间的不同会影响聚合物电极表面的均匀性并影响器件的机械性能和电极的导电性能,系统探究了聚合时间与导电性能的关系。最后,研究了该薄膜材料作为传感器件时,在不同模态下的传感性能以及在不同环境中的稳定性,说明了这种稳定的离子-电子混合薄膜在新兴的柔性和可穿戴人机交互电子应用方面存在潜在的用途。

关键词：离子-电子混合导体;PEDOT:PSS;原位聚合;传感性能;