Synergy of Ionic and Dipolar Effects by Molecular Design for pH Sensing beyond the Nernstian Limit

Tseng, Chiao-WeiUppsala universitet,Fasta tillståndets elektronik,Zhen Zhang's group (författare)

Knowledge of interfacial interactions between analytes and functionalized sensor surfaces, from where the signal originates, is key to the development and application of electronic sensors. The present work explores the tunability of pH sensitivity by the synergy of surface charge and molecular dipole moment induced by interfacial proton interactions. This synergy is demonstrated on a silicon‐nanoribbon field‐effect transistor (SiNR‐FET) by functionalizing the sensor surface with properly designed chromophore molecules. The chromophore molecules can interact with protons and lead to appreciable changes in interface dipole moment as well as in surface charge state. In addition, the dipole moment can be tuned not only by the substituent on the chromophore but also by the anion in the electrolyte interacting with the protonated chromophore. By designing surface molecules to enhance the surface dipole moment upon protonation, an above‐Nernstian pH sensitivity is achieved on the SiNR‐FET sensor. This finding may bring an innovative strategy for tailoring the sensitivity of the SiNR‐FET‐based pH sensor toward a wide range of applications.

Wen, ChenyuUppsala universitet,Fasta tillståndets elektronik(Swepub:uu)chewe730 (författare)
Huang, Ding-ChiInstitute of Chemistry, Academia Sinica, Taiwan (författare)
Lai, Chin-HungDepartment of Medical Applied Chemistry, Chung Shan Medical University, Taiwan (författare)
Chen, Si,1982-Uppsala universitet,Fasta tillståndets elektronik(Swepub:uu)siach950 (författare)
Hu, QitaoUppsala universitet,Fasta tillståndets elektronik(Swepub:uu)qithu922 (författare)
Chen, XiUppsala universitet,Fasta tillståndets elektronik(Swepub:uu)xiach398 (författare)
Xu, XingxingUppsala universitet,Fasta tillståndets elektronik(Swepub:uu)xinxu228 (författare)
Zhang, Shi-LiUppsala universitet,Fasta tillståndets elektronik(Swepub:uu)shizh725 (författare)
Tao, Yu-TaiInstitute of Chemistry, Academia Sinica, Taiwan (författare)
Zhang, Zhen,1979-Uppsala universitet,Fasta tillståndets elektronik(Swepub:uu)zhezh386 (författare)
Uppsala universitetFasta tillståndets elektronik (creator_code:org_t)

Av författaren/redakt...: Tseng, Chiao-Wei; Wen, Chenyu; Huang, Ding-Chi; Lai, Chin-Hung; Chen, Si, 1982-; Hu, Qitao; visa fler...; Chen, Xi; Xu, Xingxing; Zhang, Shi-Li; Tao, Yu-Tai; Zhang, Zhen, 197 ...; visa färre...

Om ämnet

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER: TEKNIK OCH TEKNO ...; och Elektroteknik oc ...; och Annan elektrotek ...

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.