Team udvikler in vivo fleksible storskala integrerede kredsløb (m/ video)

Et team ledet af professor Keon Jae Lee fra Department of Materials Science and Engineering ved KAIST har udviklet in vivo siliciumbaserede fleksible storskala integrerede kredsløb (LSI) til biomedicinsk trådløs kommunikation.

Siliciumbaserede halvledere har spillet betydelige roller i signalbehandling, nervestimulering, hukommelseslagring, og trådløs kommunikation i implanterbar elektronik. Imidlertid, de stive og omfangsrige LSI -chips har begrænset anvendelse i in vivo -enheder på grund af inkongruent kontakt med de krumme linier af menneskelige organer. Især, kunstige nethinder, der for nylig blev godkendt af Food and Drug Administration (se pressemeddelelsen fra FDA's godkendelse af kunstig nethinde) kræver ekstremt fleksibel og slank LSI for at inkorporere det i det trange område af det menneskelige øje.

Selvom flere forskerhold har fremstillet fleksible integrerede kredsløb (IC'er, snesevis af sammenkoblede transistorer) på plast, deres unøjagtige nanoskalajustering på plast har begrænset demonstrationen af ​​fleksible nanotransistorer og deres store sammenkobling til in vivo LSI-applikationer såsom hovedprocesenhed (MPU), høj densitet hukommelse og trådløs kommunikation. Professor Lees team demonstrerede tidligere fuldt funktionel fleksibel hukommelse ved hjælp af ultratynde siliciummembraner (Nano Letters, Fleksibel Memristive Memory Array på plastiske substrater), imidlertid, dets integrationsniveau og transistorstørrelse (over mikronskala) har begrænsede funktionelle applikationer til fleksibel forbrugerelektronik.

Professor Keon Jae Lees team fremstillede radiofrekvensintegrerede kredsløb (RFIC'er) forbundet med tusind nanotransistorer på siliciumskive ved den nyeste CMOS-proces, og derefter fjernede de hele bundsubstratet undtagen det øverste 100 nm aktive kredsløbslag ved våd kemisk ætsning. De fleksible RF-switches til trådløs kommunikation blev monolitisk indkapslet med biokompatible flydende krystalpolymerer (LCP'er) til in vivo biomedicinske applikationer. Endelig, de implanterede LCP -indkapslede RFIC'er i levende rotter for at demonstrere stabil drift af fleksible enheder under in vivo -omstændigheder.

Professor Lee sagde, "Dette arbejde kunne give en tilgang til fleksibel LSI til et ideelt kunstigt nethindesystem og andre biomedicinske anordninger. Desuden, resultatet repræsenterer en spændende teknologi med et stærkt potentiale til at realisere fuldt fleksibel forbrugerelektronik såsom applikationsprocessor (AP) til mobiloperativsystem, hukommelse med høj kapacitet, og trådløs kommunikation i den nærmeste fremtid. "

Dette resultat blev offentliggjort i maj -udgaven af ​​American Chemical Society's journal, maj. ACS Nano (In vivo fleksible RFIC'er monolitisk indkapslet med LCP). De er i øjeblikket engageret i kommercialisering af bestræbelser på rull-til-rulle-udskrivning af fleksibelt LSI på store plastsubstrater.