인공 뉴로모픽 소자 및 그 제조방법
Artificial neuromorphic devices and making the same
특허 요약
본 발명의 일 관점에 따른 인공 뉴로모픽 소자는, 내부에 용액을 수용할 수 있는 채널 및 상기 채널과 연결된 적어도 하나의 유입홀을 포함하는, 하우징과, 상기 적어도 하나의 유입홀과 연통되게 배치된 p형 폴리머 및 n형 폴리머의 헤테로정션부를 포함하고, 상기 채널을 상기 p형 폴리머에 접하는 제 1 영역 및 상기 n형 폴리머에 접하는 제 2 영역으로 분할하도록 상기 채널 내에 배치되는, 폴리머 멤브레인과, 상기 채널의 상기 제 1 영역에 채워지고 상기 p형 폴리머를 통해 전달된 이온을 수용할 수 있는 제 1 용액과, 상기 채널의 상기 제 2 영역에 채워지고 상기 n형 폴리머를 통해서 전달된 이온을 수용할 수 있는 제 2 용액과, 상기 제 1 용액에 연결된 제 1 전극과, 상기 제 2 용액에 연결된 제 2 전극을 포함한다
청구항
번호청구항
1

내부에 용액을 수용할 수 있는 채널 및 상기 채널과 연결된 적어도 하나의 유입홀을 포함하는, 하우징;상기 적어도 하나의 유입홀과 연통되게 배치된 p형 폴리머 및 n형 폴리머의 헤테로정션부를 포함하고, 상기 채널을 상기 p형 폴리머에 접하는 제 1 영역 및 상기 n형 폴리머에 접하는 제 2 영역으로 분할하도록 상기 채널 내에 배치되는, 폴리머 멤브레인;상기 채널의 상기 제 1 영역에 채워지고 상기 p형 폴리머를 통해 전달된 이온을 수용할 수 있는 제 1 용액;상기 채널의 상기 제 2 영역에 채워지고 상기 n형 폴리머를 통해서 전달된 이온을 수용할 수 있는 제 2 용액;상기 제 1 용액에 연결된 제 1 전극; 및상기 제 2 용액에 연결된 제 2 전극을 포함하고,상기 적어도 하나의 유입홀을 통해서 양이온과 음이온을 상기 헤테로정션부에 전달할 수 있는 뉴로트랜스미터 용액을 주입하여 화학적 자극을 전기적 신호로 변경할 수 있는,인공 뉴로모픽 소자.

2

제 1 항에 있어서,상기 p형 폴리머는 고정된 음이온들(anions)과 이동 가능한 양이온들(cations)을 포함하고,상기 n형 폴리머는 고정된 양이온들(cations)과 이동 가능한 음이온들(anions)을 포함하는,인공 뉴로모픽 소자.

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제 2 항에 있어서,상기 p형 폴리머는 pSPA(poly(3-sulfopropyl acrylate), PFP-BMes(poly(fluorene-co-phenylene)-dymesitylboron) 또는 1-[2-acryloyloxyethyl]-3-butylimidazolium bis(trifluoromethane) sulfonimide를 포함하고,상기 n형 폴리머는 pDADMAC(poly(diallyl-dimethylammonium chloride), PFP-F(poly(fluorene-co-phenylene) fluorine) 또는 1-ethyl-3-methyl imidazolium(3-sulfopropyl) acrylate를 포함하는,인공 뉴로모픽 소자.

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제 1 항에 있어서,상기 뉴로트랜스미터 용액은 ACh(acetylcholine) 용액을 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.

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제 4 항에 있어서,상기 뉴로트랜스미터 용액은 AChCl(acetylcholine chloride) 용액을 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.

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제 1 항에 있어서,상기 제 1 용액 및 상기 제 2 용액은 NaCl, NaBr, KBr, CaCl2 또는 CuSO4 수용액을 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.

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제 1 항에 있어서,상기 p형 폴리머 및 상기 n형 폴리머는 상기 채널 내로 주입된 후 UV 경화되어 형성된, 인공 뉴로모픽 소자.

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제 1 항에 있어서,상기 적어도 하나의 유입홀은 상기 폴리머 멤브레인의 헤테로정션부의 길이 방향을 따라서 서로 이격되게 형성된 복수의 유입홀들을 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.

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제 1 항에 있어서,상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은 Ag/AgCl 전극들을 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.

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제 1 항에 있어서,상기 채널은 상기 하우징 내에 서로 이격되게 복수개 형성되는, 인공 뉴로모픽 소자.

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내부에 용액을 수용할 수 있는 채널 및 상기 채널과 연결된 적어도 하나의 유입홀을 포함하는, 하우징을 제공하는 단계;상기 적어도 하나의 유입홀과 연통되게 배치된 p형 폴리머 및 n형 폴리머의 헤테로정션부를 포함하고, 상기 채널을 상기 p형 폴리머에 접하는 제 1 영역 및 상기 n형 폴리머에 접하는 제 2 영역으로 분할하도록 상기 채널 내에 배치된, 폴리머 멤브레인을 형성하는 단계;상기 채널의 상기 제 1 영역에 채워지고 상기 p형 폴리머를 통해 전달된 이온을 수용할 수 있는 제 1 용액을 상기 채널의 상기 제 1 영역에 채우는 단계;상기 n형 폴리머를 통해서 전달된 이온을 수용할 수 있는 제 2 용액을 상기 채널의 상기 제 2 영역에 채우는 단계;상기 제 1 용액에 제 1 전극을 연결하는 단계; 및상기 제 2 용액에 제 2 전극을 연결하는 단계를 포함하고,상기 적어도 하나의 유입홀을 통해서 양이온과 음이온을 상기 헤테로정션부에 전달할 수 있는 뉴로트랜스미터 용액을 주입하여 화학적 자극을 전기적 신호로 변경할 수 있는,인공 뉴로모픽 소자의 제조 방법.

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제 11 항에 있어서,상기 p형 폴리머는 고정된 음이온들(anions)과 이동 가능한 양이온들(cations)을 포함하고,상기 n형 폴리머는 고정된 양이온들(cations)과 이동 가능한 음이온들(anions)을 포함하는,인공 뉴로모픽 소자의 제조 방법.

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제 12 항에 있어서,상기 p형 폴리머는 pSPA(poly(3-sulfopropyl acrylate), PFP-BMes(poly(fluorene-co-phenylene)-dymesitylboron) 또는 1-[2-acryloyloxyethyl]-3-butylimidazolium bis(trifluoromethane) sulfonimide를 포함하고,상기 n형 폴리머는 pDADMAC(poly(diallyl-dimethylammonium chloride), PFP-F(poly(fluorene-co-phenylene) fluorine) 또는 1-ethyl-3-methyl imidazolium(3-sulfopropyl) acrylate를 포함하는,인공 뉴로모픽 소자의 제조 방법.

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제 11 항에 있어서,상기 뉴로트랜스미터 용액은 ACh(acetylcholine) 용액을 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자의 제조 방법.

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제 11 항에 있어서,상기 제 1 용액 및 상기 제 2 용액은 NaCl, NaBr, KBr, CaCl2 또는 CuSO4 수용액을 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자의 제조 방법.

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제 11 항에 있어서,상기 p형 폴리머 및 상기 n형 폴리머는 상기 채널 내로 주입된 후 UV 경화되어 형성된, 인공 뉴로모픽 소자의 제조 방법.

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제 11 항에 있어서,상기 적어도 하나의 유입홀은 상기 폴리머 멤브레인의 헤테로정션부의 길이 방향을 따라서 서로 이격되게 형성된 복수의 유입홀들을 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자의 제조 방법.

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제 11 항에 있어서, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은 Ag/AgCl 전극들을 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자의 제조 방법.