멤브레인 기반 인공 뉴로모픽 소자
Artificial neuromorphic devices based on membranes
특허 요약
상기 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 일 관점에 따른 인공 뉴로모픽 소자는, 기판과, 상기 기판 상의 절연층과, 상기 절연층 상에서 서로 이격되게 형성된 소오스 전극 및 드레인 전극과, 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극에 연결되게 상기 절연층 상에 형성된 채널층과, 상기 채널층 상에 형성되고 이온은 투과시키고 액체는 차단하는 멤브레인과, 상기 멤브레인 상에 형성된 뉴로트랜스미터 용액층과, 상기 뉴로트랜스미터 용액층과 연결된 게이트 전극을 포함하고, 상기 뉴로트랜스미터 용액층이 음이온을 함유하는 흥분성 용액을 포함하고, 상기 게이트 전극에 음의 전압이 인가되면, 상기 채널층의 전도도가 증가되고, 상기 뉴로트랜스미터 용액층이 양이온을 함유하는 억제성 용액을 포함하고, 상기 게이트 전극에 양의 전압이 인가되면, 상기 채널층의 전도도가 감소될 수 있다.
청구항
번호청구항
11

제 10 항에 있어서,상기 흥분성 용액은 Cl-, Br- 또는 F- 이온을 포함하는 용액을 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.

12

제 10 항에 있어서,상기 억제성 용액은 H+, Li+, Na+ 또는 K+ 이온을 함유하는 용액을 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.

1

기판:상기 기판 상의 절연층;상기 절연층 상에서 서로 이격되게 형성된 소오스 전극 및 드레인 전극;상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극에 연결되게 상기 절연층 상에 형성된 채널층;상기 채널층 상에 형성되고 이온은 투과시키고 액체는 차단하는 멤브레인;상기 멤브레인 상에 형성된 뉴로트랜스미터 용액층; 및상기 뉴로트랜스미터 용액층과 연결된 게이트 전극을 포함하고,상기 뉴로트랜스미터 용액층이 음이온을 함유하는 흥분성 용액을 포함하고, 상기 게이트 전극에 음의 전압이 인가되면, 상기 채널층의 전도도가 증가되고,상기 뉴로트랜스미터 용액층이 양이온을 함유하는 억제성 용액을 포함하고, 상기 게이트 전극에 양의 전압이 인가되면, 상기 채널층의 전도도가 감소되는,인공 뉴로모픽 소자.

2

제 1 항에 있어서,상기 흥분성 용액은 Cl-, Br- 또는 F- 이온을 포함하는 용액을 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.

3

제 2 항에 있어서,상기 흥분성 용액은 Cl- 이온을 함유하는 아세틸콜린(acetylcholine) 용액을 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.

4

제 1 항에 있어서,상기 흥분성 용액은 NO2-, NO3- 또는 SO42- 이온을 포함하는 용액을 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.

5

제 1 항에 있어서,상기 억제성 용액은 H+, Li+, Na+ 또는 K+ 이온을 함유하는 용액을 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.

6

제 5 항에 있어서,상기 억제성 용액은 H+ 이온을 함유하는 아드레날린(adrenaline) 용액을 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.

7

제 1 항에 있어서,상기 채널층은 억셉터 백본 및 도너 가지를 갖는 n형 폴리머 반도체를 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.

8

제 7 항에 있어서,상기 채널층은 PEDOT:PSS를 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.

9

제 1 항에 있어서,상기 멤브레인은 나피온(Nafion)을 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.

10

기판:상기 기판 상의 절연층;상기 절연층 상에서 서로 이격되게 형성된 소오스 전극 및 드레인 전극;상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극에 연결되게 상기 절연층 상에 형성된 채널층;상기 채널층 상에 형성되고 이온은 투과시키고 액체는 차단하는 멤브레인;상기 멤브레인의 상에 형성되고 음이온을 함유하는 흥분성 용액을 포함하는 제 1 뉴로트랜스미터 용액층;상기 멤브레인의 상에 형성되고 양이온을 함유하는 억제성 용액을 포함하는 제 2 뉴로트랜스미터 용액층;상기 제 1 뉴로트랜스미터 용액층과 연결된 제 1 게이트 전극;상기 제 2 뉴로트랜스미터 용액층과 연결된 제 2 게이트 전극을 포함하고,상기 제 1 게이트 전극에 음의 전압이 인가되면, 상기 채널층의 전도도가 증가되고,상기 제 2 게이트 전극에 양의 전압이 인가되면 상기 채널층의 전도도가 감소되는,인공 뉴로모픽 소자.

13

제 10 항에 있어서,상기 흥분성 용액은 Cl- 이온을 함유하는 아세틸콜린(acetylcholine) 용액을 포함하고,상기 억제성 용액은 H+ 이온을 함유하는 아드레날린(adrenaline) 용액을 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.

14

제 10 항에 있어서,상기 채널층은 억셉터 백본 및 도너 가지를 갖는 n형 폴리머 반도체를 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.

15

제 14 항에 있어서,상기 채널층은 PEDOT:PSS를 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.

16

제 10 항에 있어서,상기 제 1 게이트 전극에 가해지는 음의 전압의 크기 또는 상기 제 2 게이트 전극에 가해지는 양의 전압의 크기를 조절하여 흥분 상태, 억제 상태 또는 중립 상태를 표시하는, 인공 뉴로모픽 소자.

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제 10 항에 있어서,상기 제 1 게이트 전극 및 상기 제 2 게이트 전극은 Ag/AgCl 전극을 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.

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제 10 항에 있어서,상기 제 1 뉴로트랜스미터 용액층 및 상기 제 2 뉴로트랜스미터 용액층을 둘러싸도록 상기 멤브레인 상에 형성된 유기 절연층을 더 포함하는, 인공 뉴로모픽 소자.