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Aqueous electrolyte-gated solution-processed metal oxide transistors for direct cellular interfaces

材料科学 生物相容性 晶体管 电解质 跨导 纳米技术 光电子学 氧化物 场效应晶体管 数码产品 电压 电气工程 电极 化学 物理化学 冶金 工程类
作者
Dong‐Hee Kang,Jun‐Gyu Choi,Won‐June Lee,Dongmi Heo,Sungrok Wang,Sungjun Park,Myung‐Han Yoon
出处
期刊:APL bioengineering [AIP Publishing]
卷期号:7 (2) 被引量:10
标识
DOI:10.1063/5.0138861
摘要

Biocompatible field-effect-transistor-based biosensors have drawn attention for the development of next-generation human-friendly electronics. High-performance electronic devices must achieve low-voltage operation, long-term operational stability, and biocompatibility. Herein, we propose an electrolyte-gated thin-film transistor made of large-area solution-processed indium–gallium–zinc oxide (IGZO) semiconductors capable of directly interacting with live cells at physiological conditions. The fabricated transistors exhibit good electrical performance operating under sub-0.5 V conditions with high on-/off-current ratios (>107) and transconductance (>1.0 mS) over an extended operational lifetime. Furthermore, we verified the biocompatibility of the IGZO surface to various types of mammalian cells in terms of cell viability, proliferation, morphology, and drug responsiveness. Finally, the prolonged stable operation of electrolyte-gated transistor devices directly integrated with live cells provides the proof-of-concept for solution-processed metal oxide material-based direct cellular interfaces.

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