Fully transparent thin-film transistors (TFTs) are produced at room temperature by radiofrequency magnetron sputtering. Measuring the drain current (IDS) as a function of drain voltage (VDS) at different gate voltages (VGS) shows the TFTs possess “hard saturation” with on-currents of about 0.2 mA (see Figure) and saturation mobilities of 20 cm2 V–1 s–1. The optical and electrical properties and the compatibility of the fabrication process with low-cost plastic substrates show promise for invisible and flexible electronic circuits.

We report high-performance ZnO thin-film transistor (ZnO-TFT) fabricated by rf magnetron sputtering at room temperature with a bottom gate configuration. The ZnO-TFT operates in the enhancement mode with a threshold voltage of 19V, a saturation mobility of 27cm2∕Vs, a gate voltage swing of 1.39V∕decade and an on/off ratio of 3×105. The ZnO-TFT presents an average optical transmission (including the glass substrate) of 80% in the visible part of the spectrum. The combination of transparency, high mobility, and room-temperature processing makes the ZnO-TFT a very promising low-cost optoelectronic device for the next generation of invisible and flexible electronics.

Zinc oxide is a well-known wide band gap semiconductor material (3.4 eV at room temperature, in the crystalline form), which has many applications, such as for transparent conductors, varistors, surface acoustic waves, gas sensors, piezoelectric transducers and UV detectors. More recently, it is attracting considerable attention for its possible application to thin film transistors. In this paper, we present some of the recent results already obtained as well as the ones that are being developed in our laboratory. The main advantage presented by these new thin film transistors is the combination of high channel mobility and transparency produced at room temperature which makes these thin film transistors a very promising low cost device for the next generation of invisible and flexible electronics. Moreover, the processing technology used to fabricate this device is relatively simple and it is compatible with inexpensive plastic/flexible substrate technology.

Oxide electronic materials provide a plethora of possible applications and offer ample opportunity for scientists to probe into some of the exciting and intriguing phenomena exhibited by oxide systems and oxide interfaces. In addition to the already diverse spectrum of properties, the nanoscale form of oxides provides a new dimension of hitherto unknown phenomena due to the increased surface-to-volume ratio.

P-type thin-film transistors (TFTs) using room temperature sputtered SnOx (x<2) as a transparent oxide semiconductor have been produced. The SnOx films show p-type conduction presenting a polycrystalline structure composed with a mixture of tetragonal β-Sn and α-SnOx phases, after annealing at 200 °C. These films exhibit a hole carrier concentration in the range of ≈1016–1018 cm−3; electrical resistivity between 101–102 Ω cm; Hall mobility around 4.8 cm2/V s; optical band gap of 2.8 eV; and average transmittance ≈85% (400 to 2000 nm). The bottom gate p-type SnOx TFTs present a field-effect mobility above 1 cm2/V s and an ON/OFF modulation ratio of 103.

In this letter, we report for the first time the use of a sheet of cellulose-fiber-based paper as the dielectric layer used in oxide-based semiconductor thin-film field-effect transistors (FETs). In this new approach, we are using the cellulose-fiber-based paper in an ldquointerstraterdquo structure since the device is built on both sides of the cellulose sheet. Such hybrid FETs present excellent operating characteristics such as high channel saturation mobility,(> 30 cm 2 / vs drain-source current on/off modulation ratio of approximately 10 4 , near-zero threshold voltage, enhancement n-type operation, and subthreshold gate voltage swing of 0.8 V/decade. The cellulose-fiber-based paper FETs' characteristics have been measured in air ambient conditions and present good stability, after two months of being processed. The obtained results outpace those of amorphous Si thin-film transistors (TFTs) and rival with the same oxide-based TFTs produced on either glass or crystalline silicon substrates. The compatibility of these devices with large-scale/large-area deposition techniques and low-cost substrates as well as their very low operating bias delineates this as a promising approach to attain high-performance disposable electronics like paper displays, smart labels, smart packaging, RFID, and point-of-care systems for self-analysis in bioapplications, among others.

Human health, environmental protection and safety are just a few examples of humankind's current main concerns, that drive the scientific community to develop sensors able to monitor precisely and provide alerts of possible harm in real time. Over the years, semiconductor metal oxide-based materials have been extensively employed as sensors in several applications. They are of particular interest at the nanometer scale, since it is widely known that a smaller crystallite size enhances a sensor's performance. Moreover, these materials are highly appealing as they can be produced by low-cost wet-chemical synthesis routes and are in general nontoxic, earth abundant and low cost. This manuscript extensively reviews the recent developments of nanostructured semiconductor metal oxide sensors ranging from gas to humidity sensors, including ultraviolet sensors and biosensors. Sensors based on zinc oxide (ZnO), titanium dioxide (TiO2), tungsten trioxide (WO3), copper oxide (CuO and Cu2O), tin oxide (SnO and SnO2) and vanadium oxide (VO2 and V2O5), either as nanoparticles or as continuous films or layers, are described. Their sensing properties are correlated to size, shape, presence of defects and doping elements, amongst other relevant parameters. Various techniques and methods of fabricating these materials are addressed. The review concludes with novel approaches for functionalization and future perspectives for sensor developments.

A complementary metal oxide semiconductor (CMOS) device is described. The device is based on n-(In-Ga-Zn-O) and p-type (SnOx) active oxide semiconductors and uses a transparent conductive oxide (In-Zn-O) as gate electrode that sits on a flexible, recyclable paper substrate that is simultaneously the substrate and the dielectric.

ABSTRACT Extracellular microelectrodes have been widely used to measure brain activity, yet there are still basic questions about the requirements for a good extracellular microelectrode. One common source of confusion is how an electrode’s impedance affects the amplitude of extracellular spikes and background noise. Here we discuss how an electrode’s impedance affects data quality in extracellular recordings, which is crucial for both the detection of spikes and their assignment to the correct neurons. This study employs commercial polytrodes containing 32 electrodes (177 μm 2 ) arranged in a dense array. This allowed us to directly compare, side-by-side, the same extracellular signals measured by modified low impedance (~100 kOhm) microelectrodes with unmodified high impedance (~1 MOhm) microelectrodes. We begin with an evaluation of existing protocols to lower the impedance of the electrodes. The poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-polystyrene sulfonate (PEDOT-PSS) electrodeposition protocol is a simple, stable, and reliable method for decreasing the impedance of a microelectrode up to tenfold. We next record in vivo using polytrodes that are modified in a ‘chess board’ pattern, such that the signal of one neuron is detected by multiple coated and non-coated electrodes. The performance of the coated and non-coated electrodes is then compared on measures of background noise and amplitude of the detected action potentials. If the proper recording system is used, then the impedance of a microelectrode within the range of standard polytrodes (~ 0.1 to 2 MOhm) does not significantly affect data quality and spike sorting. This study should encourage neuroscientists to stop worrying about one more unknown.

This work demonstrates flexible and textile electronic concepts bridged to create innovative and free form factor textile electronic systems. In particular, it focuses on oxide thin‐film transistor development on fiber‐like polymeric substrates to assure compatibility with weaving processes and interconnectivity with other fiber‐based electronic components. By process tuning and device engineering, similar performance to oxide TFTs on glass was achieved, even under a low thermal budget (sub‐200 °C). Integration capability is demonstrated through a rollable 46” smart textile lighting system, able to display variable information provided by an external stimuli detection through fiber‐based devices.