本公開(kāi)涉及腦機(jī)接口，并且更具體地，涉及一種柔性神經(jīng)電極及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、神經(jīng)電極作為記錄神經(jīng)元的電信號(hào)或者向外部裝置傳遞電信號(hào)的接口，是腦機(jī)接口、神經(jīng)調(diào)控等系統(tǒng)的重要組成部分。其中，柔性神經(jīng)電極相比傳統(tǒng)硅基電極具有更接近大腦的楊氏模量，在植入后可大幅度減少神經(jīng)電極與大腦組織微動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械損傷，使神經(jīng)電極的長(zhǎng)期使用成為可能。高通道的神經(jīng)電極可以提高更高分辨率的神經(jīng)活動(dòng)記錄，揭示更加精細(xì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能，實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的腦機(jī)交互，推動(dòng)神經(jīng)基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在下文中給出了關(guān)于本公開(kāi)的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本公開(kāi)的一些方面的基本理解。但是，應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本公開(kāi)的窮舉性概述。它并不是意圖用來(lái)確定本公開(kāi)的關(guān)鍵性部分或重要部分，也不是意圖用來(lái)限定本公開(kāi)的范圍。其目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出關(guān)于本公開(kāi)的某些概念，以此作為稍后給出的更詳細(xì)描述的前序。

2、根據(jù)本公開(kāi)的第一方面，提供了一種柔性神經(jīng)電極，包括：柔性襯底；位于柔性襯底上的薄膜晶體管；控制信號(hào)線，控制信號(hào)線與薄膜晶體管的柵極連接以用于向薄膜晶體管的柵極施加控制信號(hào)；電極位點(diǎn)，電極位點(diǎn)用于采集電信號(hào)并且與薄膜晶體管的源極連接；神經(jīng)信號(hào)線，神經(jīng)信號(hào)線與薄膜晶體管的漏極連接以用于傳輸電信號(hào)，其中，在控制信號(hào)使得薄膜晶體管導(dǎo)通的情況下，神經(jīng)信號(hào)線經(jīng)由薄膜晶體管接收電信號(hào)。

3、根據(jù)本公開(kāi)的第二方面，提供了一種用于制備柔性神經(jīng)電極的方法，包括：提供柔性襯底；形成位于柔性襯底上的薄膜晶體管；形成控制信號(hào)線，控制信號(hào)線與薄膜晶體管的柵極連接；形成電極位點(diǎn)，電極位點(diǎn)與薄膜晶體管的源極連接；形成神經(jīng)信號(hào)線，神經(jīng)信號(hào)線與薄膜晶體管的漏極連接。

技術(shù)特征：

1.一種柔性神經(jīng)電極，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性神經(jīng)電極，其中，所述薄膜晶體管為第一薄膜晶體管，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性神經(jīng)電極，其中，所述薄膜晶體管為第一薄膜晶體管，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性神經(jīng)電極，其中，所述薄膜晶體管為第一薄膜晶體管，所述控制信號(hào)線為第一控制信號(hào)線，所述神經(jīng)信號(hào)線為第一神經(jīng)信號(hào)線，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柔性神經(jīng)電極，其中，所述多個(gè)控制信號(hào)線共同布置在距所述柔性襯底的第一高度處，所述多個(gè)神經(jīng)信號(hào)線共同布置在距所述柔性襯底的第二高度處，并且所述多個(gè)控制信號(hào)線通過(guò)絕緣層與所述多個(gè)神經(jīng)信號(hào)線分隔開(kāi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柔性神經(jīng)電極，其中，所述多個(gè)控制信號(hào)線彼此間隔開(kāi)地共同沿所述柔性神經(jīng)電極的縱向方向延伸，所述多個(gè)神經(jīng)信號(hào)線彼此間隔開(kāi)地共同沿所述柔性神經(jīng)電極的縱向方向延伸，所述多個(gè)薄膜晶體管沿所述柔性神經(jīng)電極的縱向方向線性布置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性神經(jīng)電極，其中，所述柔性襯底包括聚酰亞胺、su8、水凝膠、聚對(duì)二甲苯中的任一種或其組合。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性神經(jīng)電極，其中，所述柔性神經(jīng)電極的厚度為1um至100um。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性神經(jīng)電極，其中，所述控制信號(hào)線和所述神經(jīng)信號(hào)線各自包括金、鉑、鈦中的任一種或其組合。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性神經(jīng)電極，其中，所述控制信號(hào)線和所述神經(jīng)信號(hào)線的厚度分別為50nm至2um。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性神經(jīng)電極，其中，所述薄膜晶體管包括單柵極或雙柵極。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性神經(jīng)電極，其中，所述控制信號(hào)線的一部分形成所述薄膜晶體管的柵極。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性神經(jīng)電極，其中，所述神經(jīng)信號(hào)線的一部分形成所述薄膜晶體管的漏極。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性神經(jīng)電極，其中，所述電極位點(diǎn)的一部分或全部形成所述薄膜晶體管的源極。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性神經(jīng)電極，還包括：位于所述電極位點(diǎn)上的電極位點(diǎn)修飾層以用于降低所述電極位點(diǎn)與神經(jīng)的界面阻抗。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的柔性神經(jīng)電極，其中，所述電極位點(diǎn)修飾層包括鉑、氮化鈦、氧化銥、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)中的任一種或其組合。

17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性神經(jīng)電極，包括焊接層，所述焊接層用于分別將所述控制信號(hào)線的遠(yuǎn)離所述薄膜晶體管的端部和所述神經(jīng)信號(hào)線的遠(yuǎn)離所述薄膜晶體管的端部連接到外部電路。

18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性神經(jīng)電極，其中，所述薄膜晶體管的有源層包括氧化銦鎵鋅薄膜。

19.一種用于制備柔性神經(jīng)電極的方法，包括：

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，包括：

21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述薄膜晶體管為第一薄膜晶體管，所述方法包括：

22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述薄膜晶體管為第一薄膜晶體管，所述方法包括：

23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述薄膜晶體管為第一薄膜晶體管，所述控制信號(hào)線為第一控制信號(hào)線，所述神經(jīng)信號(hào)線為第一神經(jīng)信號(hào)線，所述方法包括：

24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述第一布線層中的多個(gè)控制信號(hào)線彼此間隔開(kāi)地共同沿所述柔性神經(jīng)電極的縱向方向延伸，所述第二布線層中的多個(gè)神經(jīng)信號(hào)線彼此間隔開(kāi)地共同沿所述柔性神經(jīng)電極的縱向方向延伸，所述多個(gè)薄膜晶體管沿所述柔性神經(jīng)電極的縱向方向線性布置。

25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述電極位點(diǎn)形成所述薄膜晶體管的源極。

26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，包括形成封裝層以封裝所述柔性神經(jīng)電極，并且包括以下至少之一：

27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，包括：

28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述薄膜晶體管為第一薄膜晶體管，所述方法包括：

29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述薄膜晶體管為第一薄膜晶體管，所述方法包括：

30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述薄膜晶體管為第一薄膜晶體管，所述控制信號(hào)線為第一控制信號(hào)線，所述神經(jīng)信號(hào)線為第一神經(jīng)信號(hào)線，所述方法包括：

31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中，所述第一布線層中的多個(gè)神經(jīng)信號(hào)線彼此間隔開(kāi)地共同沿所述柔性神經(jīng)電極的縱向方向延伸，所述第二布線層中的多個(gè)控制信號(hào)線彼此間隔開(kāi)地共同沿所述柔性神經(jīng)電極的縱向方向延伸，所述多個(gè)薄膜晶體管沿所述柔性神經(jīng)電極的縱向方向線性布置。

32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述電極位點(diǎn)形成所述薄膜晶體管的源極。

33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，包括形成封裝層以封裝所述柔性神經(jīng)電極，并且包括以下至少之一：

技術(shù)總結(jié)
本公開(kāi)涉及柔性主動(dòng)神經(jīng)電極及其制備方法。一種柔性神經(jīng)電極，包括：柔性襯底；位于柔性襯底上的薄膜晶體管；控制信號(hào)線，控制信號(hào)線與薄膜晶體管的柵極連接以用于向薄膜晶體管的柵極施加控制信號(hào)；電極位點(diǎn)，電極位點(diǎn)用于采集電信號(hào)并且與薄膜晶體管的源極連接；神經(jīng)信號(hào)線，神經(jīng)信號(hào)線與薄膜晶體管的漏極連接以用于傳輸電信號(hào)，其中，在控制信號(hào)使得薄膜晶體管導(dǎo)通的情況下，神經(jīng)信號(hào)線經(jīng)由薄膜晶體管接收電信號(hào)。

技術(shù)研發(fā)人員：李澄宇,陶凱,陳慧娟,王恩兆,孫松偉,盧玥,陸嘉怡,管壽梁,顧文
受保護(hù)的技術(shù)使用者：臨港國(guó)家實(shí)驗(yàn)室
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2