Neste trabalho, fabricou-se um transistor de filme fino orgânico (OTFT) com estrutura bottom gate - bottom contact (BGBC) sobre vidro, com dielétrico e semicondutor orgânicos, para usá lo como sensor de gás na detecção de isoborneol (IB) em água. Não foram encontrados na literatura consultada OTFTs BGBC fabricados sobre substrato de vidro com dielétrico poly(4- vinylphenol) (PVP) e semicondutor poly(2,5-bis(3-tetradecyl-thiophen-2-yl)thieno[3,2- b]thiophene) (PBTTT-C14) como sensor de gás para a detecção de IB. Polímeros conjugados, tal como o derivado de politiofeno PBTTT-C14, apresentam propriedades elétricas semicondutoras. Devido às dimensões da cadeia principal deste material e ao empilhamento compacto e organizado da mesma quando em um filme, é possível obter estruturas conhecidas como terraços. A presença destas estruturas acarreta um melhor desempenho elétrico dos dispositivos fabricados a partir deste semicondutor orgânico. Para tal, utilizou-se substrato de vidro e filmes finos de Ni:Cr/Au para a obtenção dos eletrodos de porta, fonte e dreno. Prepararam-se soluções do dielétrico orgânico PVP reticulado e do semicondutor orgânico PBTTT-C14, agitadas em chapa quente e depositadas por centrifugação. Foi necessário um tratamento térmico a 150 °C sobre chapa quente durante 20 minutos para favorecer a formação de terraços. As propriedades físicas e químicas dos filmes obtidos foram investigadas através de estudos óticos (e.g. espectroscopia UV-vis, Raman e FTIR), morfológicos (e.g. MFA e perfilometria) e estruturais (e.g. XRD). O processo de reticulação foi comprovado pela presença de picos no espectro de FTIR do PVP:PMF em 3410 cm-1 . O fato do valor máximo de absorbância na curva de UV-vis para o PBTTT-C14 aparecer em ?CP = 552 nm e haver um segundo pico em ?Sh = 585 nm apontam indiretamente para a formação de terraços. Isto foi comprovado com o valor do espaçamento de lamelas de 2,1 nm obtido do espectro de XRD. O dielétrico PVP:PMF 1:5 apresentou constante dielétrica de 5,29 e corrente de fuga de 0,92 nA para um campo elétrico na porta de 0,3 MV/cm. O PBTTT-C14 apresentou e = 65 nm e Rq = 1,9 nm, assim como valores de mobilidade dos portadores de carga (µ) de ~ 10-4 cm2 /Vs e tensão de limiar ~ 1 V em OTFTs caracterizados dentro da câmara com luvas. Os dispositivos usados como sensores de gás apresentaram ?µp,tri de ca. 5 % para IB-MET e aumento da sensibilidade da µp,tri até 0,2 %/ppm. Um sistema que integre estes sensores poderá ser uma ferramenta útil no monitoramento em tempo real da qualidade da água no estado de São Paulo.

In this work, an organic thin-film transistor (OTFT) with a bottom-gate/bottom-contact (BGBC) structure on glass, with organic dielectric and semiconductor films, was manufactured as a gas sensor for the detection of isoborneol (IB) in water. In the literature, it has not been demonstrated yet BGBC-OTFTs on glass with poly(4-vinylphenol) (PVP) dielectric and poly(2,5-bis(3-tetradecyl-thiophen-2-yl)thieno[3,2-b]thiophene) (PBTTT-C14) semiconductor films as a gas sensor for IB detection. Conjugated polymers, such as the polythiophene derivative PBTTT-C14, feature semiconductor electrical properties. Due to the dimensions of the backbone of this compound and the compact and organized stacking of these chains when in a film, it is possible to obtain structures known as terraces. The presence of these structures leads to a better electrical performance for transistors from this organic semiconductor. Glass substrate and Ni:Cr/Au films as gate, source and drain electrodes were used in the OTFTs herein. Solutions were prepared from the crosslinking organic dielectric PVP and the organic semiconductor PBTTT-C14 stirred on a hot plate and deposited by spin coating. After deposition, the semiconductor was thermally treated at 150 °C on a hot plate for 20 minutes and in a glovebox to favor terrace formation. Optical studies by UV-vis, Raman and FTIR spectroscopy, morphological studies by AFM and profilometry and structural studies by XRD were performed on the organic films. The cross-linking process was proven by the presence of peaks in the FTIR spectrum of PVP:PMF at 3410 cm-1 . The maximum absorbance value in the UV-vis curve for PBTTT-C14 at ?CP = 552 nm and the second peak at ?Sh = 585 nm are an indirect sign of a well-arranged molecular structure with terrace formation. A value of d = 2.1 nm in the PBTTT-C14 obtained from the XRD spectrum demonstrate the presence of enhanced of crystallinity. Thin-films of the dielectric PVP:PMF at 1:5 showed a dielectric constant of 5.29 and a leakage current of 0.92 nA for a vertical electric field at the dielectric/semiconductor interface of 0.3 MV/cm. The PBTTT-C14 in OTFTs inside the glove box presented a thickness of 65 nm and RMS roughness of 1.9 nm, as well as values of charge carrier mobility (µ) of ca. 10-4 cm2 /Vs and a threshold voltage of 1 V. Devices used as gas sensors showed ?µ in triode of ~ 5 % for IB and an increased sensitivity up to 0.2 %/ppm. A system with sensors like these can be a very useful tool for SABESP in water quality real-time monitoring in the State of São Paulo.