Датчик температуры для устройства оптогенетического контроля функций мозга
Владельцы патента RU 2698014:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (RU)
Изобретение относится к области медицинской техники, а более конкретно к конструкции тонкопленочных платиновых резисторов для изготовления температурных датчиков в составе устройства оптогенетического контроля функций мозга, вживляемых в мозг живого организма. Техническим результатом является создание тонкопленочного платинового датчика температуры, выполненного на полиимидной пленке с минимальной толщиной платиновой пленки, причем платиновая пленка должна являться сплошной. Технический результат достигается в устройстве, состоящем из полиимидной пленки и нанесенной на нее сплошной платиновой пленки в форме змеевидной дорожки, при этом платиновая пленка выполнена методом импульсно-лазерного осаждения на подложке, а затем методом лазерного отрыва перенесена на полиимидную пленку. 2 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к области медицинской электронной техники, а более конкретно - к конструкции тонкопленочных платиновых резисторов для изготовления температурных датчиков в составе устройства оптогенетического контроля функций мозга, вживляемых в мозг живого организма.
Вживляемое устройство для введения в головной мозг должно обладать минимальной травматичностью, а также иметь период восстановления не более 7 дней, в связи с этим размеры датчика должны быть по возможности минимальными. Требования к толщине устройства оптогенетического контроля функций мозга приводит к необходимости минимизации толщины отдельных компонентов, включая и датчик температуры. В качестве материала для датчика температуры оптимальным материалом является платина, в силу высокой линейности зависимости её удельного сопротивления от температуры, стабильности характеристик, а также химической и биологической инертности.
Известно техническое решение, в котором тонкопленочный платиновый резистор, предназначенный для использования в качестве температурного датчика, вживляемого в мозг живого организма в составе устройства для оптогенетического контроля функций мозга, выполнен в змеевидной форме, наносимой на полиимидную пленку методом фотолитографии (Kim T. et al. Injectable, cellular-scale optoelectronics with applications for wireless optogenetics //Science. – 2013. – Т. 340. – №. 6129. – С. 211-216).
Недостатком известного решения является то, что платиновые тонкие плёнки проявляют особенности кластерного роста, не образуя сплошной слой при достаточно больших толщинах (в некоторых условиях до 50 нм). В случаях островкового роста полученное покрытие будет иметь неудовлетворительные механические и электрофизические параметры в силу своей неоднородности.
Техническим результатом, на получение которого направлено изобретение, является создание тонкопленочного платинового датчика температуры выполненного на полиимидной пленке (например, каптон) с минимальной толщиной платиновой пленки, причем платиновая пленка должна являться сплошной.
Технический результат достигается в устройстве, состоящем из полиимидной пленки и нанесенной на нее сплошной платиновой пленки в форме змеевидной дорожки, отличающемся тем, что платиновая пленка выполнена методом импульсно-лазерного осаждения на подложке, а затем методом лазерного отрыва перенесена на полиамидную пленку.
Предпочтительно выполнение платиновой пленки на подложке предварительно окисленного кремния (Si/Si02)
Предпочтительно выполнение платиновой пленки толщиной в диапазоне 12-30 нм.
Изобретение реализуется в следующем устройстве. Методом технологии импульсного лазерного осаждения в условиях сверхвысокого вакуума, на подложке (Si/Si02) изготавливается змеевидная дорожка из платины необходимых размеров, которые определяются техническими требованиями, предъявляемыми к датчику температуры и ко всему устройству для оптогенетического контроля функций мозга. Использование указанного метода позволяет обеспечить получение сплошной платиновой пленки уже для толщин 15 нм. Толщина пленки в конечном устройстве выбирается исходя из требуемого сопротивления устройства (но не менее сплошного слоя 15 нм) Полученная змеевидная дорожка из платины методом лазерного отрыва переносится на полиимидную пленку необходимого для устройства оптогенетического контроля функций мозга размера. При использовании метода лазерного отрыва часть толщины переносимого материала теряется, в связи с чем толщина перенесенного температурного датчика составляет 12-30 нм. Готовое устройство представляет собой температурный датчик для применения в составе устройства оптогенетического контроля функций мозга состоящий из змеевидной платиновой дорожки с толщиной сплошной платиновой пленки в диапазоне 12-30 нм нанесенной на полиимидную пленку.
Таким образом, достигается технический результат изобретения в виде создания тонкопленочного платинового температурного датчика на полиимидной пленке с минимальной толщиной сплошной платиновой пленки.
1. Датчик температуры для устройства оптогенетического контроля функций мозга, состоящий из полиимидной пленки и нанесенной на нее сплошной платиновой пленки в форме змеевидной дорожки, отличающийся тем, что датчик выполнен путем предварительного изготовления платиновой пленки в форме змеевидной дорожки методом импульсно-лазерного осаждения в условиях сверхвысокого вакуума на полиимидной подложке и последующего переноса указанной платиновой пленки методом лазерного отрыва на полиимидную пленку.
2. Датчик температуры по п.1, отличающийся тем, что указанная подложка для предварительного изготовления платиновой пленки путем импульсно-лазерного осаждения выполнена из окисленного кремния Si/SiО2.
3. Датчик температуры по п.1, отличающийся тем, что платиновая пленка выполнена толщиной в диапазоне 12-30 нм.
