In this report, Bovine Serum Albumin-based Metal–Insulator–Metal structures on Indium doped Tin Oxide coated flexible Polyethylene Terephthalate substrates with Aluminum (Al) as the top electrode have been fabricated and studied in detail. The thickness of the film was measured using a Field Emission Scanning Electron Microscope. The Fourier Transform Infrared Attenuated Total Reflectance spectrum confirms the presence of both amide-I and amide-II in the protein film. Ultraviolet-Visible Spectroscopy was performed for the absorption spectrum used to extract the optical bandgap. The surface roughness of the film was estimated by Atomic Force Microscopy. Electrical characterization of the devices gives a high capacitance density with a negative quadratic coefficient and a low dissipation factor, showing their potential for Radio Frequency/analog application. The number of dipoles (NPD) is found to be 1.01 × 1018 cm−3 with a permanent dipole moment (μ0) of 2.92 × 10−25 C m at an applied frequency of 1 MHz. The devices show high reliability resistant to degradation, studied by Constant Voltage Stressing. We also examined the performance of these flexible devices by repeated bending with different bending radii.

1.
D. J.
Gundlach
,
Y. Y.
Lin
,
T. N.
Jackson
,
S. F.
Nelson
, and
D. G.
Schlom
,
IEEE Electron Device Lett.
18
,
87
(
1997
).
2.
P.
Pfeiffer
,
C.
Beckmann
,
D.
Stümmler
,
S.
Sanders
,
G.
Simkus
,
M.
Heuken
,
A.
Vescan
, and
H.
Kalisch
,
Appl. Phys. Lett.
111
,
243301
(
2017
).
3.
M.
Berggren
,
D.
Nilsson
, and
N. D.
Robinson
,
Nat. Mater.
6
,
3
(
2007
).
4.
J. E.
Anthony
,
A.
Facchetti
,
M.
Heeney
,
S. R.
Marder
, and
X.
Zhan
,
Adv. Mater.
22
,
3876
(
2010
).
5.
T. W.
Kelley
,
P. F.
Baude
,
C.
Gerlach
,
D. E.
Ender
,
D.
Muyres
,
M. A.
Haase
,
D. E.
Vogel
, and
S. D.
Theiss
,
Chem. Mater.
16
,
4413
(
2004
).
6.
Y.
He
and
J.
Kanicki
,
Appl. Phys. Lett.
76
,
661
(
2000
).
7.
H.
Kudo
,
T.
Sawada
,
E.
Kazawa
,
H.
Yoshida
,
Y.
Iwasaki
, and
K.
Mitsubayashi
,
Biosens. Bioelectron.
22
,
558
(
2006
).
8.
W. A.
MacDonald
,
M. K.
Looney
,
D.
MacKerron
,
R.
Eveson
,
R.
Adam
,
K.
Hashimoto
, and
K.
Rakos
,
J. Soc. Inf. Disp.
15
,
1075
(
2007
).
9.
B.
Zhu
,
H.
Wang
,
W. R.
Leow
,
Y.
Cai
,
X. J.
Loh
,
M.-Y.
Han
, and
X.
Chen
,
Adv. Mater.
28
,
4250
(
2016
).
10.
C.
Liao
,
M.
Zhang
,
M. Y.
Yao
,
T.
Hua
,
L.
Li
, and
F.
Yan
,
Adv. Mater.
27
,
7493
(
2015
).
11.
G. B.
Blanchet
,
Y.-L.
Loo
,
J. A.
Rogers
,
F.
Gao
, and
C. R.
Fincher
,
Appl. Phys. Lett.
82
,
463
(
2003
).
12.
K.
Feron
,
M. N.
Thameel
,
M. F.
Al-Mudhaffer
,
X.
Zhou
,
W. J.
Belcher
,
C. J.
Fell
, and
P. C.
Dastoor
,
Appl. Phys. Lett.
110
,
133301
(
2017
).
13.
M.
Kaltenbrunner
,
M. S.
White
,
E. D.
Głowacki
,
T.
Sekitani
,
T.
Someya
,
N. S.
Sariciftci
, and
S.
Bauer
,
Nat. Commun.
3
,
770
(
2012
).
14.
X.
Zhuang
,
D.
Zhang
,
X.
Wang
,
X.
Yu
, and
J.
Yu
,
Appl. Phys. Lett.
113
,
263301
(
2018
).
15.
M.
Irimia-Vladu
,
P. A.
Troshin
,
M.
Reisinger
,
L.
Shmygleva
,
Y.
Kanbur
,
G.
Schwabegger
,
M.
Bodea
,
R.
Schwödiauer
,
A.
Mumyatov
,
J. W.
Fergus
,
V. F.
Razumov
,
H.
Sitter
,
N. S.
Sariciftci
, and
S.
Bauer
,
Adv. Funct. Mater.
20
,
4069
(
2010
).
16.
F.
Bibi
,
M.
Villain
,
C.
Guillaume
,
B.
Sorli
, and
N.
Gontard
,
Sensors
16
,
1232
(
2016
).
17.
J. W.
Pitera
,
M.
Falta
, and
W. F.
van Gunsteren
,
Biophys. J.
80
,
2546
(
2001
).
18.
G.
Löffler
,
H.
Schreiber
, and
O.
Steinhauser
,
J. Mol. Biol.
270
,
520
(
1997
).
19.
J.
Jeffries Wyman
,
J. Biol. Chem.
90
,
443
(
1931
).
20.
M.
Lund
,
B.
Jönsson
, and
C. E.
Woodward
,
J. Chem. Phys.
126
,
225103
(
2007
).
21.
W.
Scheider
,
H. M.
Dintzis
, and
J. L.
Oncley
,
Biophys. J.
16
,
417
(
1976
).
22.
C. D.
Bostick
,
S.
Mukhopadhyay
,
I.
Pecht
,
M.
Sheves
,
D.
Cahen
, and
D.
Lederman
,
Rep. Prog. Phys.
81
,
26601
(
2018
).
23.
R.
Singh
,
Y.-T.
Lin
,
W.-L.
Chuang
, and
F.-H.
Ko
,
Org. Electron.
44
,
198
(
2017
).
24.
M. K.
Hota
,
M. K.
Bera
,
B.
Kundu
,
S. C.
Kundu
, and
C. K.
Maiti
,
Adv. Funct. Mater.
22
,
4493
(
2012
).
25.
J.
Eden
,
P. R. C.
Gascoyne
, and
R.
Pethig
,
J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1
76
,
426
(
1980
).
26.
E. H.
Grant
,
S. E.
Keefe
, and
S.
Takashima
,
J. Phys. Chem.
72
,
4373
(
1968
).
27.
A. S.
Mohamad
,
R.
Hamzah
,
K. F.
Hoettges
, and
M. P.
Hughes
,
AIP Adv.
7
,
015202
(
2017
).
28.
Z.
Ganim
,
H. S.
Chung
,
A. W.
Smith
,
L. P.
DeFlores
,
K. C.
Jones
, and
A.
Tokmakoff
,
Acc. Chem. Res.
41
,
432
(
2008
).
29.
D. M.
Byler
and
H.
Susi
,
Biopolymers
25
,
469
(
1986
).
30.
J.
Kong
and
S.
Yu
,
Acta Biochim. Biophys. Sin.
39
,
549
(
2007
).
31.
J.
Tauc
and
A.
Menth
,
J. Non. Cryst. Solids
8–10
,
569
(
1972
).
32.
S.
Chakraborti
,
P.
Joshi
,
D.
Chakravarty
,
V.
Shanker
,
Z. A.
Ansari
,
S. P.
Singh
, and
P.
Chakrabarti
,
Langmuir
28
,
11142
(
2012
).
33.
K. S.
Tan
,
S.
Kiriaki
,
M.
de Wit
,
J. W.
Fattaruso
,
C.-Y.
Tsay
,
W. E.
Matthews
, and
R. K.
Hester
,
IEEE J. Solid-State Circuits
25
,
1318
(
1990
).
34.
C.
Mahata
,
M. K.
Bera
,
M. K.
Hota
,
T.
Das
,
S.
Mallik
,
B.
Majhi
,
S.
Verma
,
P. K.
Bose
, and
C. K.
Maiti
,
Microelectron. Eng.
86
,
2180
(
2009
).
35.
C. H.
Cheng
,
C. C.
Huang
,
H. H.
Hsu
,
P. C.
Chen
,
K. C.
Chiang
,
A.
Chin
, and
F. S.
Yeh
,
Electrochem. Solid State
13
,
H436
(
2010
).
36.
T. H.
Phung
,
P.
Steinmann
,
R.
Wise
,
Y. C.
Yeo
, and
C.
Zhu
,
IEEE Electron Device Lett.
32
,
1671
(
2011
).
37.
A.
Sanal
,
P.
Sathyanarayanan
,
V.
Velmurugan
, and
D.
Kannadassan
,
J. Comput. Electron.
17
,
458
(
2018
).
38.
S. U.
Park
,
C. Y.
Kang
,
H. M.
Kwon
,
B. S.
Park
,
W. H.
Choi
,
I. S.
Han
,
G.
Bersuker
,
R.
Jammy
, and
H. D.
Lee
,
Microelectron. Eng.
88
,
3389
(
2011
).
39.
C. C.
Lin
,
Y. H.
Wu
,
R. S.
Jiang
, and
M. T.
Yu
,
IEEE Electron Device Lett.
34
,
1418
(
2013
).
40.
S. J.
Kim
,
B. J.
Cho
,
M. F.
Li
,
S.-J.
Ding
,
C.
Zhu
,
M.
Bin Yu
,
B.
Narayanan
,
A.
Chin
, and
D. L.
Kwong
,
IEEE Electron Device Lett.
25
,
538
(
2004
).
41.
C.
Jorel
,
C.
Vallée
,
P.
Gonon
,
E.
Gourvest
,
C.
Dubarry
, and
E.
Defay
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
253502
(
2009
).
42.
C.
Fang
,
M.
Wang
,
P.
Han
,
Y. Q.
Cao
,
D.
Wu
, and
A. D.
Li
,
IEEE Electron Device Lett.
40
,
682
(
2019
).
43.
J. H.
Beaumont
and
P. W. M.
Jacobs
,
J. Phys. Chem. Solids
28
,
657
(
1967
).
44.
R.
Thomas
,
D. C.
Dube
,
M. N.
Kamalasanan
,
S.
Chandra
, and
A. S.
Bhalla
,
J. Appl. Phys.
82
,
4484
(
1997
).
45.
M. K.
Hota
,
C. K.
Sarkar
, and
C. K.
Maiti
,
Semicond. Sci. Technol.
27
,
085002
(
2012
).
46.
R. K.
Goyal
and
A. B.
Kulkarni
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
45
,
465302
(
2012
).
47.
C. Y.
Kim
,
H. S.
Lee
,
J. K.
Woo
,
C. K.
Choi
,
R.
Navamathavan
,
K. M.
Lee
, and
M. T.
Hyun
,
J. Korean Phys. Soc.
57
,
1976
(
2010
).
48.
A.
Goswami
and
A. P.
Goswami
,
Thin Solid Films
16
,
175
(
1973
).
49.
H. Y.
Kwak
,
H. M.
Kwon
,
Y. J.
Jung
,
S. K.
Kwon
,
J. H.
Jang
,
W.
Il Choi
,
M. L.
Ha
,
J.
Il Lee
,
S. J.
Lee
, and
H. D.
Lee
,
Solid State Electron.
79
,
218
(
2013
).
50.
Y.
Wu
,
W.
Ou
,
C.
Lin
,
J.
Wu
,
M.
Wu
, and
L.
Chen
,
IEEE Electron Device Lett.
33
,
104
(
2012
).
51.
A.
Bag
,
M. K.
Hota
,
S.
Mallik
, and
C. K.
Maiti
,
Semicond. Sci. Technol.
28
,
055002
(
2013
).
52.
J. W.
Hutchinson
and
Z.
Suo
,
Adv. Appl. Mech.
29
,
63
(
1991
).
53.
P.
Servati
and
A.
Nathan
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
033504
(
2005
).
You do not currently have access to this content.