[发明专利]一种基于微纳结构力敏薄膜的柔性人工传入神经系统及其制备方法

权利要求书

1.一种基于微纳结构力敏薄膜的柔性人工传入神经系统，其特征在于，该柔性人工传入神经系统包括衬底(1)、纳米发电机和有机突触晶体管；所述纳米发电机与所述有机突触晶体管之间电性连接；

所述有机突触晶体管包括源电极(2)、漏电极(5)、栅电极(9)、沟道层(3)和栅介质层(4)，所述栅电极(9)、源电极(2)和漏电极(5)位于所述衬底(1)上，所述栅介质层(4)位于所述源电极(2)、漏电极(5)和沟道层(3)之上；

所述纳米发电机包括自下到上安装在所述栅电极(9)上的介电层(8)、上电极(7)和上基板(6)，所述介电层(8)为微纳结构力敏薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种基于微纳结构力敏薄膜的柔性人工传入神经系统，其特征在于，所述微纳结构力敏薄膜的量级为微纳尺度，其中微纳结构包括栅格结构、金字塔结构和柱状结构。

3.根据权利要求2所述的一种基于微纳结构力敏薄膜的柔性人工传入神经系统，其特征在于，有机突触晶体管所述源电极(2)和漏电极(5)均为叉指电极，其中所述源电极(2)接地，所述漏电极(5)为有机突触晶体管的输出端。

4.根据权利要求3所述的一种基于微纳结构力敏薄膜的柔性人工传入神经系统，其特征在于，所述栅电极(9)包括至少两个。

5.根据权利要求4所述的一种基于微纳结构力敏薄膜的柔性人工传入神经系统，其特征在于，所述沟道层(3)的电流为输出信号，所述沟道层(3)为有机半导体材料。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种基于微纳结构力敏薄膜的柔性人工传入神经系统的制备方法，其特征在于，该柔性人工传入神经系统的制备方法包括以下步骤：

S1：取PET基板作为人工传入神经系统的衬底；

S2：将源极、漏极和栅极通过掩膜板安装在S1中清洗过的PET基板上；

S3：制备沟道层；

S4：对沟道层进行表面亲水处理；

S5：制备栅介质层；

S6：制备微纳结构力敏薄膜作纳米发电机的介电层；

S7：制备纳米发电机的上电极。

7.根据权利要求6所述的一种基于微纳结构力敏薄膜的柔性人工传入神经系统的制备方法，其特征在于，步骤S1中衬底的具体制作步骤包括：

A1：取基板利用去离子水清洗；

A2：将清洗过的基板在酒精中进行超声清洗；

A3：将A2中的基板在丙酮中超声清洗：

A4：用氮气枪进行吹干。

8.根据权利要求7所述的一种基于微纳结构力敏薄膜的柔性人工传入神经系统的制备方法，其特征在于，步骤S3中，制备道沟层的步骤为：

B1：取半导体PDPP3他，溶解于5mg/ml的甲苯溶剂中形成混合液；

B2：将B1中的混合液滴在源极和漏极上，并旋涂；

B3：在120℃的热板上加热5min。

9.根据权利要求8所述的一种基于微纳结构力敏薄膜的柔性人工传入神经系统的制备方法，其特征在于，制备栅介质层的步骤为：

C1：取壳聚糖，以10mg/ml溶解于4wt％乙酸和15％乙醇的混合溶剂中；

C2：滴在沟道层之上，并旋涂；

C3：在150℃热板上加热5min。

10.根据权利要求9所述的一种基于微纳结构力敏薄膜的柔性人工传入神经系统的制备方法，其特征在于，步骤S6中制备微纳结构力敏薄膜作纳米发电机的介电层步骤为：

D1：取带有100nm SiO₂的硅片进行掩膜光刻；

D2：利用氧等离子体刻蚀暴露出的100nm SiO₂；

D3：利用湿法刻蚀硅片，得到金字塔结构硅片；

D4：硅片表面旋涂一层PDMS后固化脱模，得到具有金字塔结构的PDMS力敏薄膜。