KR20210009524A - Artificial Photonic Nociceptor - Google Patents

Artificial Photonic Nociceptor Download PDF

Info

Publication number
KR20210009524A
KR20210009524A KR1020190086164A KR20190086164A KR20210009524A KR 20210009524 A KR20210009524 A KR 20210009524A KR 1020190086164 A KR1020190086164 A KR 1020190086164A KR 20190086164 A KR20190086164 A KR 20190086164A KR 20210009524 A KR20210009524 A KR 20210009524A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
artificial light
layer
light
ato
present
Prior art date
Application number
KR1020190086164A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102268561B1 (en
Inventor
김준동
쿠마 모힛
Original Assignee
인천대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인천대학교 산학협력단 filed Critical 인천대학교 산학협력단
Priority to KR1020190086164A priority Critical patent/KR102268561B1/en
Publication of KR20210009524A publication Critical patent/KR20210009524A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102268561B1 publication Critical patent/KR102268561B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/14Eye parts, e.g. lenses, corneal implants; Implanting instruments specially adapted therefor; Artificial eyes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/02Inorganic materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36046Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation of the eye
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/3605Implantable neurostimulators for stimulating central or peripheral nerve system
    • A61N1/36057Implantable neurostimulators for stimulating central or peripheral nerve system adapted for stimulating afferent nerves
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/3605Implantable neurostimulators for stimulating central or peripheral nerve system
    • A61N1/36128Control systems
    • A61N1/36146Control systems specified by the stimulation parameters
    • A61N1/3615Intensity
    • A61N1/36164Sub-threshold or non-excitatory signals
    • H01L45/122
    • H01L45/1625
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/011Manufacture or treatment of multistable switching devices
    • H10N70/021Formation of switching materials, e.g. deposition of layers
    • H10N70/026Formation of switching materials, e.g. deposition of layers by physical vapor deposition, e.g. sputtering
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/801Constructional details of multistable switching devices
    • H10N70/821Device geometry
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/16Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of eye parts, e.g. intraocular lens, cornea
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/32Materials or treatment for tissue regeneration for nerve reconstruction

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

The present invention relates to an artificial photonic nociceptor. More specifically, the present invention relates to an artificial photonic nociceptor capable of exhibiting threshold properties, non-adaptation properties, allodynia properties, and hyperalgesia properties like nociceptors to light stimulation. The artificial photonic nociceptor comprises: an FTO layer; an ATO layer over the FTO layer; and a zinc oxide layer on the ATO layer, wherein the ATO layer comprises oxygen voids.

Description

인공 광 통각 수용체{Artificial Photonic Nociceptor}Artificial Photonic Nociceptor {Artificial Photonic Nociceptor}

본 발명은 인공 광 통각 수용체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광 자극에 대해 통각 수용체와 같이 역치 특성, 무적응 특성, 이질통 특성 및 통각과민 특성을 나타낼 수 있는 인공 광 통각 수용체에 관한 것이다.The present invention relates to an artificial optical nociceptor, and more particularly, to an artificial optical nociceptor capable of exhibiting threshold characteristics, non-adaptation characteristics, allodynia characteristics, and hyperalgesia characteristics like a nociceptor to light stimulation.

통각 수용체는 신체의 가장 중요한 감각 수용체 중 하나이다. 외부의 유해한 입력을 인지하고 잠재적인 손상을 피하기 위하여 통증 신호를 중추 신경계로 전달하기 때문이다. 일반적으로 특정 입력 신호 임계 값 이하에서 통각 수용체는 응답하지 않는 반면, 임계 값 이상에서는 강력하면서도 신속하게 반응한다. 또한 외부 자극의 강도, 지속 기간 및 반복률과 관련된 역치, 무적응, 이질통 및 통각과민과 같은 고유 한 특징을 보인다. 또한 유해 신호가 제거되면, 통각 수용체는 이완 기간(relaxation period)으로 알려진 시간 범위 내에서 서서히 완화된다. 이러한 특성을 인위적으로 실현하기 위한 노력의 일환으로, 복잡한 배열을 갖는 여러 가지 복잡한 금속 산화막 반도체 회로가 사용되었지만, 최근의 연구에 따르면 이들을 단일 멤리스터로 대체 할 수 있음이 밝혀졌다.Nociceptors are one of the body's most important sensory receptors. This is because it recognizes harmful external inputs and transmits pain signals to the central nervous system to avoid potential damage. Typically, nociceptors do not respond below a certain input signal threshold, while responding strongly and rapidly above a threshold. It also exhibits unique characteristics such as thresholds related to the intensity, duration and repetition rate of external stimuli, inadaptation, allodynia, and hyperalgesia. Also, when the noxious signal is removed, the nociceptor is gradually relieved within a time span known as the relaxation period. In an effort to artificially realize these properties, several complex metal oxide semiconductor circuits with complex arrangements have been used, but recent studies have found that they can be replaced with a single memristor.

마지막 동작 상태를 기억할 수 있는 멤리스터는 차세대 기술에서 가장 유망한 핵심 요소로 간주된다. 멤리스터는 비특허문헌 1에서 Chua가 1971년에 네 번째 회로 요소로 처음 제안한 것으로서, 비특허문헌 2에서 2008년 HP 연구실에서 실험적으로 확인되었다. 그 이후로 과학자들이 다양한 재료에서의 멤리스터의 이력현상 특성을 관찰하고 다양한 분야에 접목하려는 시도가 이루어지고 있다.Memristors, capable of remembering the last operating state, are considered the most promising key elements in next-generation technology. The memristor was first proposed by Chua as the fourth circuit element in 1971 in Non-Patent Document 1, and was experimentally confirmed in HP Lab in 2008 in Non-Patent Document 2. Since then, scientists have observed the hysteresis characteristics of memristors in various materials and attempts have been made to apply them to various fields.

한편, 인체의 가장 중요한 부분 중 하나는 광학 신호를 직접 입력 받아 작동하는 눈이다. 그럼에도 불구하고 셀프-바이어스 조건에서 광 입력을 통해 통각 수용체와 같은 기능을 제공하는 장치에 대해서는 연구된 바 없다.Meanwhile, one of the most important parts of the human body is the eye that operates by receiving an optical signal directly. Nevertheless, no research has been conducted on a device that provides a nociceptor-like function through light input in a self-bias condition.

L. O. Chua, IEEE Trans. Circuit Theory 1971, 18, 507. L. O. Chua, IEEE Trans. Circuit Theory 1971, 18, 507. D. B. Strukov, G. S. Snider, D. R. Stewart, R. S. Williams, Nature 2008, 453, 80. D. B. Strukov, G. S. Snider, D. R. Stewart, R. S. Williams, Nature 2008, 453, 80.

본 발명은 광 자극에 대해 통각 수용체와 같이 역치 특성, 무적응 특성, 이질통 특성 및 통각과민 특성을 나타낼 수 있는 인공 광 통각 수용체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an artificial optical nociceptor capable of exhibiting threshold characteristics, non-adaptation characteristics, allodynia characteristics, and hyperalgesia characteristics like nociceptors to light stimulation.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 인공 광 통각 수용체로서, FTO층; 상기 FTO층 위의 ATO층; 및 상기 ATO층 위의 산화아연층; 을 포함하고, 상기 ATO층은 산소 공극을 포함하는, 인공 광 통각 수용체를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides an artificial light pain sensor, FTO layer; An ATO layer over the FTO layer; And a zinc oxide layer over the ATO layer. Including, and the ATO layer provides an artificial light pain sensor containing oxygen voids.

본 발명에서는, 상기 인공 광 통각 수용체는, 역치 값 미만의 광 자극과 역치 값 이상의 광 자극에 대해 다른 광응답을 나타내는 역치 특성; 동일한 자극의 반복 입력에 대해서도 응답이 변하지 않는 무적응 특성; 강한 광 자극에 의해 역치가 낮아지는 이질통 특성; 및 강한 광 자극에 의해 광 반응이 증폭되는 통각과민 특성; 을 나타낼 수 있다.In the present invention, the artificial light pain receptor includes a threshold characteristic indicating a different optical response to a light stimulus less than a threshold value and a light stimulus above a threshold value; Non-adaptation characteristic in which the response does not change even for repeated input of the same stimulus; Allodynia in which the threshold is lowered by strong light stimulation; And hyperalgesia in which a light response is amplified by strong light stimulation. Can represent.

본 발명에서는, 상기 ATO층은, RF스퍼터링을 수행하여 ATO 타겟을 증착 시켜 생성될 수 있다,In the present invention, the ATO layer may be generated by depositing an ATO target by performing RF sputtering,

본 발명에서는, 상기 ATO층은, RF스퍼터링을 수행한 후, 급속 열처리를 수행할 수 있다,In the present invention, the ATO layer may be subjected to rapid heat treatment after performing RF sputtering,

본 발명에서는, 상기 산화아연층은, RF스퍼터링을 수행하여 산화아연 타겟을 증착 시켜 생성될 수 있다,In the present invention, the zinc oxide layer may be generated by depositing a zinc oxide target by performing RF sputtering.

본 발명에서는, 상기 ATO층은 30 내지 200nm의 두께를 갖고, 상기 산화아연층은 100 내지 300nm의 두께를 가질 수 있다.In the present invention, the ATO layer may have a thickness of 30 to 200 nm, and the zinc oxide layer may have a thickness of 100 to 300 nm.

본 발명에서는, 상기 인공 광 통각 수용체는, 가시광선 영역(파장 400 내지 700nm)에서 65% 이상의 투과율을 가질 수 있다.In the present invention, the artificial light pain sensor may have a transmittance of 65% or more in a visible light region (wavelength 400 to 700 nm).

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 인공 광 통각 수용체의 제조방법으로서, FTO층을 배치하는 단계; 상기 FTO층 위에 ATO층을 배치하는 단계; 및 상기 ATO층 위에 산화아연층을 배치하는 단계; 를 포함하고, 상기 ATO층은 산소 공극을 포함하는, 인공 광 통각 수용체의 제조방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method of manufacturing an artificial light pain sensor, comprising: disposing an FTO layer; Disposing an ATO layer on the FTO layer; And disposing a zinc oxide layer on the ATO layer. Including, wherein the ATO layer includes oxygen voids, it provides a method of manufacturing an artificial light pain sensor.

본 발명에서는, 상기 인공 광 통각 수용체는, 역치 값 미만의 광 자극과 역치 값 이상의 광 자극에 대해 다른 광응답을 나타내는 역치 특성; 동일한 자극의 반복 입력에 대해서도 응답이 변하지 않는 무적응 특성; 강한 광 자극에 의해 역치가 낮아지는 이질통 특성; 및 강한 광 자극에 의해 광 반응이 증폭되는 통각과민 특성; 을 나타낼 수 있다.In the present invention, the artificial light pain receptor includes a threshold characteristic indicating a different optical response to a light stimulus less than a threshold value and a light stimulus above a threshold value; Non-adaptation characteristic in which the response does not change even for repeated input of the same stimulus; Allodynia in which the threshold is lowered by strong light stimulation; And hyperalgesia in which a light response is amplified by strong light stimulation. Can represent.

본 발명에서는, 상기 ATO층은, 스퍼터링을 수행하여 ATO 타겟을 증착 시켜 생성될 수 있다.In the present invention, the ATO layer may be generated by depositing an ATO target by performing sputtering.

본 발명의 일 실시예에 따르면 빛에 의한 손상을 감지할 수 있는 투명한 인공 광 통각 수용체를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a transparent artificial light pain sensor capable of detecting damage caused by light.

본 발명의 일 실시예에 따르면 광 자극에 대해 역치 특성을 갖는 인공 광 통각 수용체를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide an artificial light pain sensor having a threshold characteristic for light stimulation.

본 발명의 일 실시예에 따르면 광 자극에 대해 무적응 특성을 갖는 인공 광 통각 수용체를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide an artificial light pain sensor having non-adaptation characteristics to light stimulation.

본 발명의 일 실시예에 따르면 광 자극에 대해 이질통 및 통각과민 특성을 갖는 인공 광 통각 수용체를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide an artificial light pain sensor having allodynia and hyperalgesia properties to light stimulation.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 층상구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 제조장비를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 산화아연층의 SEM 이미지를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 ATO층의 XRD 스펙트럼을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 ATO의 결정구조를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 투과율을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 ATO층의 흡광도 및 광발광(Photoluminescence) 스펙트럼을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 층상 단면의 SEM 이미지를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체 제조에 있어서 스퍼터링 시간에 따른 원소의 농도 프로파일을 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 원소 분포를 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 I-V 특성 측정 결과를 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 정체성 (retention) 측정 결과를 도시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 I-V 특성 측정 결과를 도시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 ATO층의 전하 수송 메커니즘을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 광 펄스 입력에 대한 광응답을 도시하는 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 광 펄스 입력에 대한 광응답을 도시하는 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 자극 강도에 따른 광응답을 도시하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 자외선 펄스 입력에 대한 광응답을 도시하는 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 자외선 펄스의 강도에 따른 광응답을 도시하는 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 자외선 펄스의 강도에 따른 광응답을 도시하는 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 자외선 펄스의 강도에 따른 반응시간을 도시하는 도면이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 자외선 펄스의 주파수에 따른 광응답을 도시하는 도면이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 통각 수용체 특성을 도시하는 도면이다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 작동 메커니즘과 인간의 눈의 작동 메커니즘을 비교하는 도면이다.
1 is a diagram schematically showing a layered structure of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically showing an apparatus for manufacturing an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing an SEM image of a zinc oxide layer of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing an XRD spectrum of an ATO layer of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing a crystal structure of ATO according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing the transmittance of the artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing an absorbance and a photoluminescence spectrum of an ATO layer according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram showing an SEM image of a layered cross-section of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram showing a concentration profile of an element according to a sputtering time in manufacturing an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram showing an element distribution of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram showing a result of measuring IV characteristics of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.
12 is a diagram showing a result of measuring the retention of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.
13 is a diagram showing a result of measuring IV characteristics of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.
14 is a diagram schematically showing a charge transport mechanism of an ATO layer according to an embodiment of the present invention.
15 is a diagram illustrating an optical response to an optical pulse input of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.
16 is a diagram illustrating an optical response to an optical pulse input of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.
17 is a diagram illustrating a light response according to a stimulation intensity of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.
18 is a diagram illustrating a light response to an input of an ultraviolet pulse of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.
19 is a diagram showing a light response according to an intensity of an ultraviolet pulse of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.
20 is a diagram showing a light response according to the intensity of an ultraviolet pulse of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.
21 is a diagram showing a reaction time according to an intensity of an ultraviolet pulse of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.
22 is a diagram showing a light response according to a frequency of an ultraviolet pulse of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.
23 is a diagram showing the characteristics of a pain sensor of an artificial light pain receptor according to an embodiment of the present invention.
24 is a view comparing the mechanism of operation of the artificial light pain sensor and the mechanism of operation of the human eye according to an embodiment of the present invention.

이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나 이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.In the following, various embodiments and/or aspects are now disclosed with reference to the drawings. In the following description, for illustrative purposes, a number of specific details are disclosed to aid in an overall understanding of one or more aspects. However, it will also be appreciated by those of ordinary skill in the art that this aspect(s) may be practiced without these specific details. The following description and the annexed drawings set forth in detail certain illustrative aspects of one or more aspects. However, these aspects are exemplary and some of the various methods in the principles of the various aspects may be used, and the descriptions described are intended to include all such aspects and their equivalents.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.As used herein, “an embodiment,” “example,” “aspect,” “example,” and the like may not be construed as having any aspect or design described as being better or advantageous than other aspects or designs. .

더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다. In addition, the term “or” is intended to mean an inclusive “or” rather than an exclusive “or”. That is, unless specified otherwise or is not clear from the context, "X employs A or B" is intended to mean one of the natural inclusive substitutions. That is, X uses A; X uses B; Or, when X uses both A and B, “X uses A or B” can be applied to either of these cases. In addition, the term "and/or" as used herein should be understood to refer to and include all possible combinations of one or more of the listed related items.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the terms "comprising" and/or "comprising" mean that the corresponding feature and/or element is present, but excludes the presence or addition of one or more other features, elements, and/or groups thereof. It should be understood as not.

또한, 본 명세서에서 명백하게 다른 내용을 지시하지 않는 “한”과, “상기”와 같은 단수 표현들은 복수 표현들을 포함한다는 것이 이해될 수 있을 것이다.In addition, it will be understood that singular expressions such as “han” and “above”, which do not clearly indicate otherwise, include plural expressions.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.In addition, terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element. The term and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, in the embodiments of the present invention, unless otherwise defined, all terms used herein including technical or scientific terms are commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It has the same meaning as. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the embodiments of the present invention, an ideal or excessively formal meaning Is not interpreted as.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 층상구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.1 is a diagram schematically showing a layered structure of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체는 FTO층(100); 상기 FTO층 위의 ATO층(200); 및 상기 ATO층(200) 위의 산화아연층(300); 을 포함할 수 있다. Referring to Figure 1, the artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention is an FTO layer 100; An ATO layer 200 over the FTO layer; And a zinc oxide layer 300 on the ATO layer 200; It may include.

본 발명의 일 실시예에서 상기 FTO층(100)은 유리 기판 상에 코팅된 FTO층이고, 상기 ATO층(200)은 ATO(Antimony doped Tin Oxide)를 포함하고, 상기 산화아연층(300)은 산화아연(ZnO)을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the FTO layer 100 is an FTO layer coated on a glass substrate, the ATO layer 200 includes ATO (Antimony doped Tin Oxide), and the zinc oxide layer 300 is It may contain zinc oxide (ZnO).

상기 ATO는 SnO2에 안티모니(Sb)를 도핑 한 물질로서, 산화주석(SnO2)의 안티모니(Sb) 도핑이 주석(Sn)을 치환함으로써 도너로 작용하고 n형 전도성을 향상시킨다.The ATO will thereby act as a material doped with antimony (Sb) on SnO 2, a donor by replacing the antimony (Sb) doped tin (Sn) of the tin oxide (SnO 2) and increase the n-type conductivity.

본 발명의 일 실시예에서 상기 ATO층(200)은 30 내지 200nm의 두께를 가질 수 있고, 상기 산화아연층(300)은 100 내지 300nm의 두께를 가질 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 ATO층(200)은 50 내지 150nm의 두께를 가질 수 있고, 상기 산화아연층(300)은 150 내지 250nm의 두께를 가질 수 있다. 이와 같은 두께를 가짐으로써 상기 ATO층(200) 및 상기 산화아연층(300)은 투명도를 유지하면서도 인공 광 통각 수용체로서 동작할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the ATO layer 200 may have a thickness of 30 to 200 nm, and the zinc oxide layer 300 may have a thickness of 100 to 300 nm. More preferably, the ATO layer 200 may have a thickness of 50 to 150 nm, and the zinc oxide layer 300 may have a thickness of 150 to 250 nm. By having such a thickness, the ATO layer 200 and the zinc oxide layer 300 can operate as an artificial light pain sensor while maintaining transparency.

본 발명의 일 실시예에서 상기 FTO층(100)은 기판 상에 FTO를 코팅하여 생성되고, 상기 ATO층(200)은 RF스퍼터링을 수행하여 ATO 타겟을 증착 시켜 생성되고, 상기 산화아연층은 RF스퍼터링을 수행하여 산화아연(ZnO)타겟을 증착 시켜 생성될 수 있다, 상기 ATO층(200)을 증착 시키는 RF스퍼터링 후에는 급속열처리가 수행될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the FTO layer 100 is generated by coating FTO on a substrate, the ATO layer 200 is generated by depositing an ATO target by performing RF sputtering, and the zinc oxide layer is RF It may be generated by depositing a zinc oxide (ZnO) target by performing sputtering. After RF sputtering for depositing the ATO layer 200, rapid heat treatment may be performed.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 제조장비를 개략적으로 도시하는 도면이다.2 is a diagram schematically showing an apparatus for manufacturing an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서는 공동 스퍼터링 장치를 이용하여 ATO층 및 산화아연층을 FTO 기판 상에 성장시킨다.In the present invention, an ATO layer and a zinc oxide layer are grown on an FTO substrate using a joint sputtering device.

구체적으로, 상기 스퍼터링 장치는 내부에 기판(9)이 장착되며 내벽에 접지전압을 공급받는 챔버(1), 챔버(1) 내부에 위치하며 외부로부터 전압(5)을 공급받는 스퍼터 건(3), 스퍼터 건(3) 상부 면에 위치한 자석(2), 스퍼터 건(3) 하부 면에 위치한 타겟물질(4), 상기 타겟물질(4)을 부착 지지하는 건 벽(6), 상기 기판(9)을 가열하는 가열부(10), 및 상기 챔버(1) 내부의 기체를 외부로 배출하는 펌프부(미도시)를 포함한다.Specifically, the sputtering apparatus includes a chamber 1 having a substrate 9 mounted therein and receiving a ground voltage to an inner wall, and a sputter gun 3 located inside the chamber 1 and receiving a voltage 5 from the outside. , A magnet (2) located on the upper surface of the sputter gun (3), a target material (4) located on the lower surface of the sputter gun (3), a gun wall (6) for attaching and supporting the target material (4), the substrate (9) ), and a pump unit (not shown) for discharging the gas inside the chamber 1 to the outside.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 인공 광 통각 수용체의 제조설비의 동작에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, the operation of the manufacturing facility of the artificial light pain sensor of the present invention having the above configuration will be described.

먼저, 챔버(1) 내부에는 아르곤 가스 등을 포함하는 희가스가 주입된다. 이 후, 주입된 아르곤 가스는, 스퍼터 건(3)에 인가된 전압(5)에 의해 기체 방전을 일으킴으로써, 아르곤 가스 플라즈마(7)로 변환된다. 이때, 챔버(1) 내부 즉, 타겟물질(4)과 웨이퍼(9) 사이의 공간에는 스퍼터 건(3) 상부 면에 위치한 자석(2)에 의해 자계가 형성되어 있다.First, a rare gas including argon gas or the like is injected into the chamber 1. After that, the injected argon gas is converted to the argon gas plasma 7 by causing gas discharge by the voltage 5 applied to the sputter gun 3. In this case, a magnetic field is formed in the chamber 1, that is, in the space between the target material 4 and the wafer 9 by the magnet 2 located on the upper surface of the sputter gun 3.

기체 방전에 의해 생성된 아르곤 가스 플라즈마(7)는, 챔버(1) 내부에 형성되어 있는 자계의 경로를 따라 타겟물질(4) 쪽으로 이동함으로써, 건 벽(6) 상에 고정된 타겟물질(4)의 표면과 물리적으로 충돌한다. The argon gas plasma 7 generated by the gas discharge moves toward the target material 4 along the path of the magnetic field formed inside the chamber 1, thereby fixing the target material 4 on the key wall 6. ) Physically collide with the surface.

그에 따라, 타겟물질(4)의 표면으로부터는 증착 물질(8)이 방출되고, 이러한 증착 물질(8)은, 챔버(1) 하부 면에 위치한 웨이퍼(9) 표면에 증착 되어 웨이퍼(9) 상에 박막을 형성한다.Accordingly, the deposition material 8 is released from the surface of the target material 4, and the deposition material 8 is deposited on the surface of the wafer 9 located on the lower surface of the chamber 1 To form a thin film.

도 2에 도시된 인공 광 통각 수용체 제조설비를 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 제조방법은 세척한 기판(9에 상응)에 FTO를 코팅하는 기판준비공정, 챔버(1) 내에 ATO(산화주석(SnO2):산화안티모니(Sb2O3), 90:10 중량비)를 포함하는 제1타겟물질(4)과 처리해야 할 FTO 코팅 기판(9에 상응)을 배치하고, 챔버(1) 내에 희가스를 도입하고, 상기 제1타겟물질에 전력을 인가하여 스퍼터링에 의하여 상기 기판의 표면에 ATO층을 성장시키는 제1스퍼터링공정 및 챔버(1) 내에 산화아연(ZnO)를 포함하는 제2타겟물질(4)과 상기 제1스퍼터링 공정을 거친 기판(9에 상응)을 배치하고, 챔버(1) 내에 희가스를 도입하고, 상기 제2타겟물질에 전력을 인가하여 스퍼터링에 의하여 상기 기판의 표면에 산화아연층을 성장시키는 제2스퍼터링공정을 포함한다.A method of manufacturing an artificial light nociceptor according to an embodiment of the present invention using the artificial light nociceptor manufacturing facility shown in FIG. 2 is a substrate preparation process of coating FTO on a washed substrate (corresponding to 9), chamber 1 A first target material 4 containing ATO (tin oxide (SnO 2 ):antimony oxide (Sb 2 O 3 ), 90:10 weight ratio) and an FTO-coated substrate (corresponding to 9) to be treated were placed in the , A first sputtering process in which a rare gas is introduced into the chamber 1 and an ATO layer is grown on the surface of the substrate by sputtering by applying power to the first target material, and zinc oxide (ZnO) in the chamber 1 By disposing a second target material 4 containing and a substrate (corresponding to 9) subjected to the first sputtering process, introducing a rare gas into the chamber 1, applying power to the second target material, and sputtering And a second sputtering process of growing a zinc oxide layer on the surface of the substrate.

여기서, 본 발명에서는, 상기 기판(9)의 하면에는 가열부(10)가 배치되어, 상기 스퍼터링 공정 중 또는 공정 후에 기설정된 온도범위로 상기 기판을 가열할 수 있다.Here, in the present invention, the heating unit 10 is disposed on the lower surface of the substrate 9 to heat the substrate to a predetermined temperature range during or after the sputtering process.

이와 같은 방식으로 단일 공정으로 FTO 코팅 기판(9) 상에 ATO층 및 산화아연층을 갖는 층상구조를 안정적으로 형성시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 FTO 코팅 기판은 6~8Ω/□의 면저항을 가질 수 있다.In this way, it is possible to stably form a layered structure having an ATO layer and a zinc oxide layer on the FTO coating substrate 9 in a single process. In one embodiment of the present invention, the FTO-coated substrate may have a sheet resistance of 6 to 8Ω/□.

바람직하게는, 상기 제1스퍼터링공정은 RF 스퍼터링 공정에 해당하고, 상기 제1타겟물질(4)에는 고주파 전력이 인가되고, 상기 제1타겟물질(4)의 상기 기판 측의 반대측에 자기장을 형성시킬 수 있는 자석부재를 배치한다.Preferably, the first sputtering process corresponds to an RF sputtering process, and high-frequency power is applied to the first target material 4, and a magnetic field is formed on the opposite side of the substrate side of the first target material 4 Arrange a magnet member that can be used.

더욱 바람직하게는 상기 제1스퍼터링공정에서 상기 제1타겟물질(4)에 인가되는 RF 전력은 250~350W 범위에 해당한다. 이와 같은 전력 범위에서 상기 ATO의 성장을 안정적으로 도모할 수 있다.More preferably, the RF power applied to the first target material 4 in the first sputtering process corresponds to a range of 250 to 350W. In such a power range, the growth of the ATO can be stably achieved.

또한 바람직하게는, 상기 제2스퍼터링공정은 RF 스퍼터링 공정에 해당하고, 상기 제2타겟물질(4)에는 고주파 전력이 인가되고, 상기 제2타겟물질(4)의 상기 기판 측의 반대측에 자기장을 형성시킬 수 있는 자석부재를 배치한다.In addition, preferably, the second sputtering process corresponds to an RF sputtering process, a high frequency power is applied to the second target material 4, and a magnetic field is applied to the opposite side of the substrate side of the second target material 4 Arrange a magnet member that can be formed.

더욱 바람직하게는 상기 제2스퍼터링공정에서 상기 제2타겟물질(4)에 인가되는 RF 전력은 250~350W 범위에 해당한다. 이와 같은 전력 범위에서 상기 산화아연층의 성장을 안정적으로 도모할 수 있다.More preferably, the RF power applied to the second target material 4 in the second sputtering process corresponds to a range of 250 to 350W. In such a power range, the zinc oxide layer can be stably grown.

바람직하게는, 상기 제1스퍼터링 공정 중에 상기 챔버내의 압력은 3 ~ 10 mTorr 범위로 유지된다. 이와 같은 챔버내의 압력 범위를 유지함으로써 보다 안정적으로 ATO층을 상기 FTO 코팅 기판 상에 형성 및 성장시킬 수 있다. 이 때, 상기 챔버에는 유속 40 내지 60sccm의 아르곤 가스 환경을 조성할 수 있다.Preferably, the pressure in the chamber during the first sputtering process is maintained in the range of 3 to 10 mTorr. By maintaining the pressure range in the chamber, the ATO layer can be more stably formed and grown on the FTO-coated substrate. In this case, an argon gas environment having a flow rate of 40 to 60 sccm may be created in the chamber.

또한 바람직하게는, 상기 제2스퍼터링 공정 중에 상기 챔버내의 압력은 3 ~ 10 mTorr 범위로 유지된다. 이와 같은 챔버내의 압력 범위를 유지함으로써 보다 안정적으로 산화아연층을 상기 기판 상에 형성 및 성장시킬 수 있다. 이 때, 상기 챔버에는 유속 40 내지 60sccm의 아르곤 가스 환경을 조성할 수 있다.Also preferably, the pressure in the chamber during the second sputtering process is maintained in the range of 3 to 10 mTorr. By maintaining such a pressure range in the chamber, a zinc oxide layer can be more stably formed and grown on the substrate. In this case, an argon gas environment having a flow rate of 40 to 60 sccm may be created in the chamber.

또한, 본 발명의 일 실시예에서 상기 인공 광 통각 수용체는 상기 ATO층을 생성한 후 열처리가 수행될 수 있다. 즉, 상기 인공 광 통각 수용체의 제조 방법은 상기와 같은 제1스퍼터링공정을 통해 형성된 ATO층을 급속 열처리 장치에서 열처리를 수행하는 열처리공정을 포함할 수 있다.In addition, in an embodiment of the present invention, the artificial light pain sensor may be subjected to heat treatment after generating the ATO layer. That is, the manufacturing method of the artificial light pain receptor may include a heat treatment process of performing heat treatment on the ATO layer formed through the first sputtering process as described above in a rapid heat treatment apparatus.

바람직하게는 상기 열처리는 450 내지 550℃에서 8분 내지 12분동안 수행될 수 있다.Preferably, the heat treatment may be performed at 450 to 550°C for 8 to 12 minutes.

본 발명에서는 FTO층을 배치하는 단계; 상기 FTO층 위에 ATO층을 배치하는 단계; 및 상기 ATO층 위에 산화아연층을 배치하는 단계; 를 포함하여 인공 광 통각 수용체를 제조할 수 있다.In the present invention, the steps of arranging the FTO layer; Disposing an ATO layer on the FTO layer; And disposing a zinc oxide layer on the ATO layer. Including, it is possible to manufacture an artificial light pain receptor.

더욱 상세하게는 전술한 바와 같이 챔버 내에 ATO를 포함하는 제1타겟물질과 처리해야 할 FTO 코팅 기판을 배치하고, 챔버 내에 희가스를 도입하고, 상기 제1타겟물질에 전력을 인가하여 스퍼터링에 의하여 상기 기판의 FTO층 상에 ATO층을 성장시키는 제1스퍼터링공정에 의하여 제조되는 ATO층 및 챔버 내에 산화아연을 포함하는 제2타겟물질과 상기 제1스퍼터링공정을 거친 기판을 배치하고, 챔버 내에 희가스를 도입하고, 상기 제2타겟물질에 전력을 인가하여 스퍼터링에 의하여 상기 기판의 표면에 산화아연층을 성장시키는 제2스퍼터링공정에 의하여 제조되는 산화아연층을 포함하는 인공 광 통각 수용체를 제조할 수 있다.In more detail, as described above, a first target material including ATO and an FTO-coated substrate to be processed are disposed in the chamber, a rare gas is introduced into the chamber, and power is applied to the first target material, and the first target material is applied by sputtering. An ATO layer produced by a first sputtering process for growing an ATO layer on the FTO layer of a substrate, a second target material containing zinc oxide in the chamber, and a substrate subjected to the first sputtering process are disposed, and a rare gas is disposed in the chamber. Introducing, and applying electric power to the second target material, it is possible to manufacture an artificial light pain sensor including a zinc oxide layer manufactured by a second sputtering process in which a zinc oxide layer is grown on the surface of the substrate by sputtering. .

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 특성에 대해 설명한다.Hereinafter, characteristics of the artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention will be described.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 산화아연층의 SEM 이미지를 도시하는 도면이다.3 is a diagram showing an SEM image of a zinc oxide layer of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 산화아연층(300)의 주사전자현미경(Scanning Electron Microscopy, SEM) 평면 뷰 이미지를 확인할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 산화아연층(300)은 입자크기 20 내지 30 nm의 입상을 가질 수 있다. 이와 같은 입상은 상기 산화아연층(300)의 제조공정에 따라 특징지어질 수 있다.Referring to FIG. 3, a scanning electron microscope (SEM) plan view image of a zinc oxide layer 300 according to an embodiment of the present invention can be confirmed. The zinc oxide layer 300 according to an embodiment of the present invention may have a particle size of 20 to 30 nm. Such granular form may be characterized according to the manufacturing process of the zinc oxide layer 300.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 ATO층의 XRD 스펙트럼을 도시하는 도면이다.4 is a diagram showing an XRD spectrum of an ATO layer of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 ATO층(200)의 결정 특성을 평가하기 위한 X선 회절(X-Ray Diffraction)의 수행 결과를 확인할 수 있다. 도 4를 참조하면 26.6°, 33.9°, 38.0° 및 51.94°에서 강한 피크가 존재하고, 이는 ATO층의 정방결정상(tetragonal phase)의 (110), (101), (220) 및 (211) 결정 평면에 각각 대응된다(JCPDS 번호 77-0448). 더욱 명확히 하기 위해 상기 ATO층(200)의 결정구조가 도 5에 도시되어 있다.Referring to FIG. 4, results of performing X-ray diffraction (X-Ray Diffraction) for evaluating the crystal characteristics of the ATO layer 200 according to an embodiment of the present invention can be confirmed. Referring to Figure 4, there are strong peaks at 26.6°, 33.9°, 38.0° and 51.94°, which are (110), (101), (220) and (211) crystals of the tetragonal phase of the ATO layer. Each corresponds to a plane (JCPDS number 77-0448). For clarity, the crystal structure of the ATO layer 200 is shown in FIG. 5.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 투과율을 도시하는 도면이다.6 is a diagram showing the transmittance of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 인공 광 통각 수용체를 구성하는 산화물들의 투과율을 측정한 결과가 도 6에 도시되어 있다. 도 6의 우측 하단에는 본 발명의 일 실시예에 따라 실제로 제조된 인공 광 통각 수용체의 사진이 도시되어 있다. 도 6을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체는 가시광선 영역(파장 400 내지 700nm)에서 65% 이상의 투과율을 나타낸다. 본 발명에서는 상기 인공 광 통각 수용체는 가시광선 영역에서 50% 이상의 투과율을 나타내는 것이 바람직하다.The result of measuring the transmittance of oxides constituting the artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. 6. In the lower right of FIG. 6, a photograph of an artificial optical pain sensor actually manufactured according to an embodiment of the present invention is shown. 6, the artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention exhibits a transmittance of 65% or more in a visible light region (wavelength 400 to 700 nm). In the present invention, it is preferable that the artificial light pain receptor exhibits a transmittance of 50% or more in the visible light region.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 ATO층의 흡광도 및 광발광(Photoluminescence) 스펙트럼을 도시하는 도면이다.7 is a diagram showing an absorbance and a photoluminescence spectrum of an ATO layer according to an embodiment of the present invention.

도 7에는 본 발명의 ATO층(200)의 흡광도 스펙트럼 및 광발광 스펙트럼이 각각 도시되어 잇다. 도 6의 투과율 스펙트럼에서 예측 가능하듯이 상기 ATO층(200)은 가시광선 영역에서 낮은 흡광도를 나타냈다. 또한, 흡광도 스펙트럼에서는 550nm까지 나타나는 긴 확장 꼬리가 나타나는데, 이는 갭 내 결함 상태, 특히 산소 결손에 기인할 수 있다.7 shows an absorbance spectrum and a photoluminescence spectrum of the ATO layer 200 of the present invention, respectively. As can be predicted from the transmittance spectrum of FIG. 6, the ATO layer 200 exhibited low absorbance in the visible light region. In addition, in the absorbance spectrum, long extended tails appearing up to 550 nm appear, which may be due to defect conditions in the gap, particularly oxygen vacancies.

이를 더욱 명확히 하기 위해 광발광(Photo-Luminescence, PL) 측정을 수행하였다. 광발광 스펙트럼은 ATO의 광 밴드 갭에 상응하는 381nm(약 3.25 eV) 부근에서 강렬한 피크를 보였다.To further clarify this, photo-luminescence (PL) measurement was performed. The photoluminescence spectrum showed an intense peak around 381 nm (about 3.25 eV) corresponding to the optical band gap of ATO.

또한, 450 nm에서 600 nm까지 관찰된 넓은 피크는 일반적으로 광역 밴드 갭 산화물(wide bandgap oxides)에서 갭 내부 트랩 상태의 존재에 기인할 수 있다. 이는 대부분 산소 결손이고, 0.84eV 이하의 전도대에 분포하게 된다. 일반적으로 이러한 결함 상태에 의한 산소 결손 이동 및/또는 전하 트래핑/디트래핑은 일차적 요인으로서 산화물 기반 멤리스터에서의 저항 변화(Resistive Switching, RS) 거동을 일으킨다.In addition, the wide peak observed from 450 nm to 600 nm may generally be due to the presence of a trapped state inside the gap in wide bandgap oxides. These are mostly oxygen vacancies and are distributed in a conduction band of 0.84 eV or less. In general, oxygen vacancies transport and/or charge trapping/detrapping caused by such a defect state causes a resistive switching (RS) behavior in an oxide-based memristor as a primary factor.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 층상 단면의 SEM 이미지를 도시하는 도면이다.8 is a diagram showing an SEM image of a layered cross-section of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 층상 구조를 확인할 수 있다. Referring to FIG. 8, a layered structure of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention can be confirmed.

또한, 상기 인공 광 통각 수용체의 원소 분포를 확인하기 위해 SIMS (secondary ion mass spectrometry) 측정을 수행하였다.In addition, SIMS (secondary ion mass spectrometry) measurement was performed to confirm the elemental distribution of the artificial light nociceptor.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체 제조에 있어서 스퍼터링 시간에 따른 원소의 농도 프로파일을 도시하는 도면이다. 도 9의 (a) 및 (b)는 SIMS에서의 스퍼터링 시간에 대한 원소 깊이 집중 프로파일을 도시하고 있다.9 is a diagram showing a concentration profile of an element according to a sputtering time in manufacturing an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention. 9A and 9B illustrate element depth concentration profiles with respect to sputtering time in SIMS.

도 9의 (a)를 참조하면 Zn+ 및 Sn+ 매트릭스 사이의 Sb+의 모습은 ATO의 샌드위치상을 나타내고 있다.Referring to (a) of FIG. 9, the state of Sb + between the Zn + and Sn + matrices shows a sandwich of ATO.

또한, Zn+의 비율은 표면으로부터 스퍼터링 시간 200초까지는 안정적으로 유지되고, 이는 산화아연층(300)이 균일하게 형성되어 있음을 나타낸다. 이와 같은 Zn+의 비율은 Sb+가 나타나면 감소하기 시작한다.In addition, the ratio of Zn+ is stably maintained from the surface to the sputtering time of 200 seconds, indicating that the zinc oxide layer 300 is uniformly formed. This ratio of Zn + starts to decrease when Sb + appears.

또한, 도 9의 (b)에 도시된 것과 같이 O-는 전체적으로 균일하게 분포되어 있으며, 스퍼터링 시간 동안 과도한 변화를 보이지 않는다.Further, as shown in (b) of FIG. 9, O is uniformly distributed throughout, and does not show excessive change during the sputtering time.

이와 같이 SIMS 측정 결과에 따르면 산화아연층(300) 및 FTO층(100) 사이에 위치한 ATO층(200)을 명확히 확인할 수 있다.As described above, according to the SIMS measurement result, the ATO layer 200 positioned between the zinc oxide layer 300 and the FTO layer 100 can be clearly identified.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 원소 분포를 도시하는 도면이다.10 is a diagram showing an element distribution of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 인공 광 통각 수용체에서의 원소 분포를 확인하기 위하여 추가적으로 에너지 분산 X-선 분광법(Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy) 매핑을 수행하였다.Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy mapping was additionally performed to confirm the elemental distribution in the artificial light nociceptor according to an embodiment of the present invention.

도 10의 (a)에는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 단면도가, 도 10의 (b) 내지 (d)에는 상기 인공 광 통각 수용체의 각 원소의 분포가 각각 도시되어 있다.Figure 10 (a) is a cross-sectional view of an artificial light pain receptor according to an embodiment of the present invention, Figure 10 (b) to (d) shows the distribution of each element of the artificial light pain receptor.

도 10을 참조하면 이와 같은 원소들이 존재할 뿐만 아니라, 상기 인공 광 통각 수용체에서의 분포를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 10, not only such elements exist, but distribution in the artificial light pain receptor can be confirmed.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 I-V 특성 측정 결과를 도시하는 도면이다.11 is a diagram showing a result of measuring I-V characteristics of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 전하 수송을 이해하기 위하여 전류-전압(I-V) 특성 측정을 수행하였다.Current-voltage (I-V) characteristics were measured in order to understand the charge transport of the artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.

도 11의 (a) 및 (b)에는 0V → 1V → 0V → -1V → 0V의 전압을 연속적으로 5 사이클씩 반복적으로 가하여 획득한 전류-전압 특성 곡선이 정상스케일 및 반 로그스케일로 각각 도시되어 있다.In (a) and (b) of FIG. 11, current-voltage characteristic curves obtained by repeatedly applying a voltage of 0V → 1V → 0V → -1V → 0V continuously for 5 cycles are shown in normal scale and half log scale, respectively. have.

포지티브 바이어스의 경우에는 포워드(경로 (1)) 및 리버스(경로 (2)) 스캔에 있어서 같은 경로를 따르지 않고, 전류 곡선이 오프닝을 갖는 이력곡선을 나타냄을 확인할 수 있다. 또한, 도 11의 (a)에서와 같이 상기 인공 광 통각 수용체에 흐르는 전류는 점진적으로 변하여 각 사이클마다 다른 곡선을 나타낸다.In the case of positive bias, it can be seen that the forward (path (1)) and reverse (path (2)) scans do not follow the same path, and the current curve represents a hysteresis curve with an opening. In addition, as shown in (a) of FIG. 11, the current flowing through the artificial light pain sensor is gradually changed to show a different curve for each cycle.

반면, 네거티브 바이어스에서는 명확한 이력곡선은 나타나지 않는다.On the other hand, a clear hysteresis curve does not appear in negative bias.

이와 같은 이력곡선은 가해지는 바이어스의 영향에 의한 전하의 트래핑/디트래핑 및/또는 산소 공극의 이동에 의하여 나타날 수 있다.Such a hysteresis curve may appear due to the trapping/detrapping of charge and/or the movement of oxygen voids due to the influence of the applied bias.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 정체성 (retention) 측정 결과를 도시하는 도면이다.12 is a diagram showing a result of measuring the retention of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.

도 12에서는 상기와 같은 이력곡선의 모양 및 이력곡선의 특성을 확인하기 위하여 상기 인공 광 통각 수용체에 펄스 전압이 인가되는 경우에 나타나는 전류를 측정하여 도시하였다. 도 12에서는 +0.6V의 리드전압에서 순차적으로 +1V 및 -1V 펄스를 적용하였을 때의 특성을 나타낸다.In FIG. 12, in order to confirm the shape of the hysteresis curve and the characteristics of the hysteresis curve as described above, the current generated when a pulse voltage is applied to the artificial light pain sensor is measured and shown. 12 shows characteristics when +1V and -1V pulses are sequentially applied at a read voltage of +0.6V.

도 12를 참조하면 전류는 임계값인 0.84V 이상인 +1V에서 점진적으로 증가하고 이는 도 12에서 회식으로 표시되어 있다. 반면 임계값 이하인 +0.6V에서는 점진적으로 감소한다.Referring to FIG. 12, the current gradually increases from +1V, which is equal to or greater than 0.84V, which is a threshold value, and this is indicated by drinking in FIG. On the other hand, it gradually decreases at +0.6V below the threshold.

또한, +1V에서의 전체적인 전류는 매 펄스마다 점점 증가한다. 이와 같은 원인은 확실하지 않으나 산소 공극 및/또는 산소 공극 이동을 통한 전하 트래핑/디트래핑의 복잡한 프로세스에 기인할 수 있다.Also, the overall current at +1V increases gradually with every pulse. The cause of this is not clear, but may be due to the complex process of charge trapping/detrapping through oxygen voids and/or oxygen void transfer.

이와 같은 전류의 증가는 상기 인공 광 통각 수용체의 면적에 비례함을 실험적으로 확인하였다. 이는 스위칭이 인공 광 통각 수용체의 전체 영역에서 발생하였음을 나타내고, 이는 국부적인 필라멘트 형성에 의한 영향이 아님을 확인시켜준다.It was experimentally confirmed that such an increase in current is proportional to the area of the artificial light pain sensor. This indicates that the switching occurred in the entire region of the artificial light pain receptor, confirming that it was not influenced by local filament formation.

실제로 본 발명의 인공 광 통각 수용체의 RS는 균질하고 이는 주로 전하 트래핑/디트래핑에 기인한다.In fact, the RS of the artificial photonociceptor of the present invention is homogeneous and this is mainly due to charge trapping/detrapping.

또한, 전하 트래핑의 상태가 산소 결손과 관련되어 있음을 확인하기 위하여 본 발명의 인공 광 통각 수용체를 500℃ 산소 환경에서 어닐링을 수행하였다. 어닐링 후의 인공 광 통각 수용체에 대하여 측정한 I-V 곡선에서는 이력곡선의 오프닝이 크게 감소함을 확인하였다.In addition, in order to confirm that the state of charge trapping is related to oxygen deficiency, the artificial light pain sensor of the present invention was annealed in an oxygen environment at 500°C. It was confirmed that the opening of the hysteresis curve was significantly reduced in the I-V curve measured for the artificial light pain receptor after annealing.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 I-V 특성 측정 결과를 도시하는 도면이다.13 is a diagram showing a result of measuring I-V characteristics of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체에서의 전하 역학은 I-V 곡선에 대한 적합(fitting)을 수행하여 확인할 수 있다. 도 13에는 상기 인공 광 통각 수용체의 I-V 곡선이 로그스케일로 표시되어 있다.The charge dynamics in the artificial photonociceptor according to an embodiment of the present invention can be confirmed by performing fitting to the I-V curve. In Fig. 13, the I-V curve of the artificial light pain receptor is plotted on a log scale.

도 13을 참조하면 상기 I-V 곡선은 3개의 영역으로 구성된다. 낮은 바이어스(0 내지 0.23V) 영역에서는 열 생성 자유 캐리어에 의해 저항 특성(I∝V)을 나타낸다.Referring to FIG. 13, the I-V curve is composed of three regions. In the low bias (0 to 0.23V) region, resistance characteristics (I∝V) are exhibited by heat-generating free carriers.

반면 높은 바이어스 영역에서는 전류는 차일드의 법칙(I∝V2) 영역에서와 같이 비선형적으로 변화하고, 이 때 트랩은 주입된 전자에 의해 채워지게 된다. 이와 같은 바이어스 범위에서

Figure pat00001
-
Figure pat00002
곡선은 약 1.88의 멱수를 보인다. 이와 같이 2 보다 작은 값을 갖는 것은 산화아연층(300) 및 ATO층(200)의 계면에서의 전하 캐리어의 트래핑 또는 산소 공극의 이동에 의한 것으로 추정된다.On the other hand, in the high bias region, the current changes nonlinearly as in the Child's Law (I∝V 2 ) region, and at this time, the trap is filled by the injected electrons. In this bias range
Figure pat00001
-
Figure pat00002
The curve has a power of about 1.88. It is estimated that the value of less than 2 is due to trapping of charge carriers or movement of oxygen voids at the interface between the zinc oxide layer 300 and the ATO layer 200.

마지막 영역은 전류가 급격히 증가하는 임계전압(VTFL)이 존재하는 트랩 충전 영역이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 임계 전압(VTFL)은 약 0.75V이다. 따라서 산소 공극이 전자 트랩의 역할을 수행하는 트랩 제어 공간 전하 한계 전류(Space Chare Limited Current, SCLC) 메커니즘에 의해 이력곡선의 오프닝을 설명할 수 있다.The last area is a trap charging area in which a threshold voltage (V TFL ) in which the current rapidly increases is present. The threshold voltage (V TFL ) of the artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention is about 0.75V. Therefore, the opening of the hysteresis curve can be explained by the trap control space charge limit current (SCLC) mechanism in which the oxygen void serves as an electron trap.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 ATO층의 전하 수송 메커니즘을 개략적으로 도시하는 도면이다.14 is a diagram schematically showing a charge transport mechanism of an ATO layer according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체는 도 14에 도시된 것과 같이 ATO 전도대에 산소 공극을 포함하여 전자를 트래핑 한다. 이와 같은 트랩은 점진적으로 전극에서 주입 된 전자로 채워지게 된다.The artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention traps electrons by including oxygen voids in the ATO conduction band as shown in FIG. 14. These traps are gradually filled with electrons injected from the electrode.

도 14의 (a)에는 임계전압(VTFL) 이하의 영역에서의 거동이 도시되어 있다. 14A shows the behavior in a region below the threshold voltage V TFL .

또한, 도 14의 (b)에서는 가해지는 전압이 점점 높아지면서 모든 트랩이 채워지고는 전류가 급격히 증가하는 모습이 도시되어 있다.In addition, in (b) of FIG. 14, as the applied voltage gradually increases, all traps are filled and the current rapidly increases.

또한 도 14의 (c)에는 반대 전압이 가해지면서 이와 같은 산소 공극의 디트래핑이 발생하여 장치가 원래대로 돌아가는 모습이 도시되어 있다.In addition, FIG. 14C shows a state in which the device returns to its original state due to the occurrence of detrapping of the oxygen voids while the opposite voltage is applied.

도 15 및 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 광 펄스 입력에 대한 광응답을 도시하는 도면이다.15 and 16 are diagrams illustrating an optical response to an optical pulse input of an artificial optical pain sensor according to an embodiment of the present invention.

도 15에는 인가 전압 없이 1 Hz의 자외선(365 nm, 15.5 mW/cm2) 광 펄스를 상기 인공 광 통각 수용체에 가한 경우의 광응답을 측정한 결과가 도시되어 있다. 도 15를 참조하면 자외선 펄스에 의해 생성된 광전류의 크기는 각각의 펄스마다 증가하는 것을 확인할 수 있다.FIG. 15 shows the result of measuring the light response when a 1 Hz ultraviolet (365 nm, 15.5 mW/cm 2 ) light pulse is applied to the artificial light pain sensor without an applied voltage. Referring to FIG. 15, it can be seen that the magnitude of the photocurrent generated by the ultraviolet pulse increases with each pulse.

이를 더욱 명확히 확인하기 위하여 지속적인 광 펄스에 대한 광응답을 측정한 결과가 도 16에 도시되어 있다.In order to confirm this more clearly, the result of measuring the light response to the continuous light pulse is shown in FIG. 16.

도 16에서 점선으로 표시된 것과 같이 광전류 뿐만 아니라, 펄스가 반복됨에 따라 암전류도 점진적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이는 광 생성된 전자-정공 쌍이 트랩을 채우고 상대적으로 부드러운 전도를 생성함을 확인시켜준다.As indicated by the dotted line in FIG. 16, it can be seen that not only the photocurrent but also the dark current gradually increases as the pulse is repeated. This confirms that the photogenerated electron-hole pairs fill the trap and produce relatively smooth conduction.

또한, 상기 인공 광 통각 수용체에 흐르는 전류는 포화상태에 도달하게 되고, 이는 광 반응성 통각 수용체로 사용될 수 있음을 나타낸다. 다만, 이는 역치(threshold), 무적응(no adaptation) 및 이질통(allodynia) 및 통각과민(hyperalgesia)에 따른 이완(relaxation) 등과 같은 통각 수용체의 중요한 특징을 만족시켜야 할 필요가 있다.In addition, the current flowing through the artificial light pain sensor reaches a saturation state, indicating that it can be used as a light reactive pain sensor. However, it is necessary to satisfy important characteristics of nociceptors such as threshold, no adaptation, and relaxation due to allodynia and hyperalgesia.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 자극 강도에 따른 광응답을 도시하는 도면이다.17 is a diagram illustrating a light response according to a stimulation intensity of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.

도 17에는 상기 인공 광 통각 수용체의 임계 특성을 확인하기 위해 셀프-바이어스 조건에서의 광 응답을 측정한 결과가 도시되어 있다.17 shows the results of measuring the light response under self-bias conditions to confirm the critical characteristics of the artificial light pain receptor.

도 17에서는 자외선의 강도를 2에서 13.44 mW/cm2까지 변화시키면서 광 응답을 측정하였다. 도 17의 (a)를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체는 9.5 mW/cm2 이하의 자외선 강도에서는 주목할만한 광 응답을 나타내지 않음을 확인할 수 있다. 다만 9.5 mW/cm2 이상의 자외선 강도에서는 광 응답을 나타내고 있으며, 자외선 강도가 증가함에 따라 그 크기가 증가함을 확인할 수 있다.In FIG. 17, the light response was measured while changing the intensity of ultraviolet rays from 2 to 13.44 mW/cm 2 . Referring to FIG. 17A, it can be seen that the artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention does not exhibit a remarkable light response at an ultraviolet intensity of 9.5 mW/cm 2 or less. However, at an ultraviolet intensity of 9.5 mW/cm 2 or more, the light response is exhibited, and it can be seen that the size increases as the ultraviolet intensity increases.

이와 같은 결과는 셀프-바이어스 조건에서 전하 수송이 발생하기 위해서는 충분한 광 유도 전자-정공 쌍이 생성되어야 함을 나타내며, 이에 의해 상기 인공 광 통각 수용체는 역치 값 미만의 광 자극과 역치 값 이상의 광 자극에 대해 다른 광응답을 나타내는 역치 특성을 갖게 된다.These results indicate that sufficient light-induced electron-hole pairs must be generated in order for charge transport to occur in the self-bias condition, whereby the artificial light pain receptor responds to light stimulation below the threshold value and light stimulation above the threshold value. It has a threshold characteristic representing a different light response.

도 17의 (b)에는 도 17의 (a)의 점 1에 대응하는 광 응답의 확대도가 도시되어 있고, 도 17의 (c)에는 도 17의 (a)의 점 2에 대응하는 광 응답의 확대도가 도시되어 있다. 도 17의 (b) 및 도 17의 (c)를 비교하여 보면 역치 이하의 자극에서의 광 응답 및 역치 이상의 자극에서의 광 응답의 차이를 명확히 확인할 수 있다. 이와 같은 역치 특성은 통각 수용체의 주요 특성으로서 본 발명의 인공 광 통각 수용체가 통각 수용체로서 작용할 수 있음을 나타낸다.FIG. 17(b) shows an enlarged view of the optical response corresponding to point 1 of FIG. 17(a), and FIG. 17(c) shows the optical response corresponding to point 2 of FIG. 17(a). An enlarged view of is shown. When comparing (b) of FIG. 17 and (c) of FIG. 17, the difference between the optical response at a stimulus below the threshold and a stimulus above the threshold can be clearly confirmed. This threshold characteristic is the main characteristic of the nociceptor, indicating that the artificial optical nociceptor of the present invention can function as a nociceptor.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 자외선 펄스 입력에 대한 광응답을 도시하는 도면이다.18 is a diagram illustrating a light response to an input of an ultraviolet pulse of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.

도 18의 (a)에는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체에 순차적인 자외선 펄스(12.4 mW/cm2)에 대한 광 응답이 도시되어 있다. 도 18의 (a)를 참조하면 자외선 펄스에 의한 광전류는 점진적으로 증가하고 포화된다.FIG. 18(a) shows a light response to a sequential ultraviolet pulse (12.4 mW/cm 2 ) to an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention. Referring to (a) of FIG. 18, the photocurrent due to the ultraviolet pulse gradually increases and is saturated.

포화 상태에 도달한 후 광전류는 지속적인 자외선 펄스가 인가되는 경우에도 그 값이 변하지 않고, 이는 동일한 자극의 반복 입력에 대해서도 광 응답이 변하지 않음을 나타낸다. 이와 같은 현상은 광 생성된 전자-정공 쌍의 생성과 트래핑 간에 평형이 일어남으로써 나타난다.After reaching the saturation state, the value of the photocurrent does not change even when a continuous ultraviolet pulse is applied, indicating that the photoresponse does not change even for repeated inputs of the same stimulus. This phenomenon appears as an equilibrium occurs between the generation and trapping of photogenerated electron-hole pairs.

이와 같은 현상은 통각 수용체의 동일한 자극의 반복 입력에 대해서도 응답이 변하지 않는 무적응(no adaptation) 특성과 유사하며, 상기 무적응 특성은 반복되는 유해 자극에 대항하여 인체를 보호하는 매우 중요한 특성이다.Such a phenomenon is similar to a characteristic of no adaptation in which the response does not change even to repeated inputs of the same stimulus of the pain sensor, and the non-adaptation characteristic is a very important characteristic of protecting the human body against repeated harmful stimuli.

또한, 도 18의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 인공 광 통각 수용체가 자외선 펄스 자극에서 벗어나게 되면 30ms 안에 광반응 초기의 암전류 수준으로 완화된다. 이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체는 통각 수용체의 완화(relaxation) 특성과 유사한 특성을 나타낸다.In addition, as shown in (b) of FIG. 18, when the artificial light pain sensor escapes from the ultraviolet pulse stimulation, it is alleviated to the dark current level at the initial stage of the photoreaction within 30 ms. As described above, the artificial optical nociceptor according to an embodiment of the present invention exhibits similar characteristics to the relaxation characteristics of the nociceptor.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 자외선 펄스의 강도에 따른 광응답을 도시하는 도면이다.19 is a diagram showing a light response according to an intensity of an ultraviolet pulse of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 동적 거동을 더욱 상세히 확인하기 위하여 9.5 mW/cm2, 19.4 mW/cm2 및 26.5 mW/cm2의 서로 다른 자외선 강도에 대해 광응답을 측정하였고, 측정된 결과가 도 19에 도시되어 있다. 도 19의 (a), (b) 및 (c)는 각각 9.5 mW/cm2, 19.4 mW/cm2 및 26.5 mW/cm2의 자외선 강도에 대한 광 응답을 각각 도시하고 있다. 각 도면의 상단에는 각각의 광응답 측정에서 가해지는 UV 펄스가 도시되어 있다.In order to confirm the dynamic behavior of the artificial light nociceptor according to an embodiment of the present invention in more detail, light responses were measured for different UV intensities of 9.5 mW/cm 2 , 19.4 mW/cm 2 and 26.5 mW/cm 2 . , The measured results are shown in FIG. 19. (A), (b) and (c) of FIG. 19 show the light responses to the ultraviolet intensity of 9.5 mW/cm 2 , 19.4 mW/cm 2 and 26.5 mW/cm 2 , respectively. At the top of each figure, the UV pulse applied in each photoresponse measurement is shown.

도 19의 (a)를 참조하면 9.5 mW/cm2의 자외선 강도에서는 자외선 펄스에 대해 상기 인공 광 통각 수용체가 즉시 반응하지 않는다. 다만 상기 인공 광 통각 수용체는 도 19의 (a)의 하단에 도시된 것과 같이 약간의 시간(0.2초) 후에 광전류가 나타난다. 이와 같은 자외선 자극에 대해 광전류가 나타나기 시작하는 시간을 반응시간(ts)으로 정의할 수 있다.Referring to (a) of FIG. 19, at an ultraviolet intensity of 9.5 mW/cm 2 , the artificial light pain receptor does not immediately react to an ultraviolet pulse. However, in the artificial light pain sensor, a photocurrent appears after a little time (0.2 seconds) as shown in the lower part of FIG. 19A. The time at which the photocurrent starts to appear in response to such an ultraviolet stimulus can be defined as a reaction time (t s ).

도 19의 (b)에서와 같이 자외선 강도가 19.4 mW/cm2로 증가하면 ts가 0.06초로 감소한다. 또한, 도 19의 (c)에서 확인할 수 있듯이 자외선 강도가 증가함에 따라 점차적으로 ts가 감소하게 된다.As shown in (b) of FIG. 19, when the ultraviolet intensity increases to 19.4 mW/cm 2 , t s decreases to 0.06 seconds. Further, as can be seen in (c) of FIG. 19, t s gradually decreases as the ultraviolet intensity increases.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 자외선 펄스의 강도에 따른 광응답을 도시하는 도면이고, 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 자외선 펄스의 강도에 따른 반응시간을 도시하는 도면이다.FIG. 20 is a diagram showing a light response according to the intensity of an ultraviolet pulse of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 21 is an intensity of the ultraviolet pulse of the artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention. It is a diagram showing the reaction time according to.

도 20에는 도 19에서와 같은 자외선 펄스의 다양한 강도에 따라 나타나는 광응답이 같이 도시되어 있다. 도 20에 도시된 바와 같이 자외선 강도가 증가함에 따라 상기 인공 광 통각 수용체의 광응답의 크기가 커질 뿐만 아니라, 반응시간(ts)이 감소하는 것을 확인할 수 있다.In FIG. 20, the light responses appearing according to various intensities of ultraviolet pulses as in FIG. 19 are also shown. As shown in FIG. 20, it can be seen that as the ultraviolet intensity increases, not only the magnitude of the photoresponse of the artificial light pain sensor increases, but also the response time t s decreases.

이와 같은 관계를 확인하기 위하여 자외선 강도에 따른 반응시간이 도 21에 도시되어 있다.In order to confirm this relationship, the reaction time according to the UV intensity is shown in FIG. 21.

순차적인 자외선 펄스가 조사되는 경우 상기 인공 광 통각 수용체에서는 충분한 전자-정공 쌍을 생성하고, 결과적으로 트랩 상태를 포화시킴으로써 광응답의 양상을 변화시키게 된다. 또한, 자외선 강도가 높을수록 상대적으로 더 많은 전자-정공 쌍이 생성되므로 반응시간(ts)이 감소하게 된다.When sequential ultraviolet pulses are irradiated, the artificial light nociceptor generates sufficient electron-hole pairs and, as a result, saturates the trap state, thereby changing the pattern of the light response. In addition, the higher the ultraviolet intensity, the relatively more electron-hole pairs are generated, so that the reaction time (t s ) decreases.

도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 자외선 펄스의 주파수에 따른 광응답을 도시하는 도면이다.22 is a diagram showing a light response according to a frequency of an ultraviolet pulse of an artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention.

도 22는 세 가지 다른 펄스 주파수(35Hz, 300Hz 및 1kHz)의 자외선(17.2 mW/cm2) 조명 하에서의 상기 인공 광 통각 수용체의 광응답을 도시한다. 전술한 바와 같이 도 22를 참조하면 상기 인공 광 통각 수용체가 무적응 특성을 나타냄을 확인할 수 있고, 광응답 또한 펄스 주파수에 크게 영향을 받음을 확인할 수 있다.Figure 22 shows the photoresponse of the artificial light pain receptor under ultraviolet (17.2 mW/cm 2 ) illumination of three different pulse frequencies (35 Hz, 300 Hz and 1 kHz). As described above, referring to FIG. 22, it can be seen that the artificial light pain sensor exhibits non-adaptive characteristics, and it can be seen that the optical response is also greatly affected by the pulse frequency.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 역치 및 무적응 특성은 인체의 통각 수용체와 매우 유사하고, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체는 300ms 이하의 밀리 초 단위의 반응시간(ts)를 가지고, 이는 인체의 통각 수용체 신호의 반응시간과 유사하다.The threshold and non-adaptation characteristics of the artificial optical pain sensor according to an embodiment of the present invention are very similar to that of the human body, and in particular, the artificial optical pain sensor according to an embodiment of the present invention has a millisecond unit of 300 ms or less. It has a reaction time of (t s ), which is similar to that of the nociceptor signal of the human body.

도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 통각 수용체 특성을 도시하는 도면이다.23 is a diagram showing the characteristics of a pain sensor of an artificial light pain receptor according to an embodiment of the present invention.

인체의 통각 수용체는 도 23의 (a)에 도시된 것과 같은 이질통(allodynia) 및 통각과민(hyperalgesia) 특성을 나타낸다. 손상을 입게 되면, 통각 수용체는 낮은 역치에서 더 큰 반응을 나타내게 된다. 이는 도 23의 (a)에서 수평 및 수직의 화살표로 나타낸 것과 같은 현상으로서, 수평 화살표와 같이 강한 광 자극에 의해 역치가 낮아지는 현상은 이질통, 수직 화살표와 같이 강한 광 자극에 의해 광 반응이 증폭되는 현상은 통각과민이라 한다.The human body's nociceptor exhibits allodynia and hyperalgesia characteristics as shown in FIG. 23(a). When damaged, the nociceptor responds more rapidly at lower thresholds. This is a phenomenon as shown by the horizontal and vertical arrows in Fig. 23(a), and the phenomenon that the threshold value is lowered by strong light stimulation such as horizontal arrows is amplified by the light response by strong light stimulation such as allodynia and vertical arrows. This phenomenon is called hyperalgesia.

광 통각 수용체의 경우 약한 자외선(LUV)에 의해서는 손상되지 않으나, 강한 자외선(HUV)에 의해서는 손상을 입게 된다. 도 23의 (b)에는 약한 자외선(LUV)에 대한 광응답이 도시되어 있고, 강한 자외선(HUV)를 조사하기 전의 비 손상 상태의 상기 인공 광 통각 수용체의 광응답이 검은 선으로, 강한 자외선(HUV)를 조사한 후 손상 상태의 상기 인공 광 통각 수용체의 광응답이 붉은 선으로 도시되어 있다.The photonociceptor is not damaged by weak ultraviolet rays (L UV ), but is damaged by strong ultraviolet rays (H UV ). 23(b) shows the light response to weak ultraviolet (L UV ), and the light response of the artificial light pain sensor in the non-damaged state before irradiation with strong ultraviolet (H UV ) is a black line, strong The photoresponse of the artificial light nociceptor in a damaged state after irradiation with ultraviolet (HUV) is shown as a red line.

강한 자외선(HUV)을 조사하기 전의 상기 인공 광 통각 수용체는 약한 자외선(LUV)에 대해 낮은 광전류 값을 갖는다. 한편, 강한 자외선(HUV) 조사 후 손상된 상기 인공 광 통각 수용체는 유사한 낮은 자외선(LUV) 강도에 대해서도 증폭된 광전류 값을 나타내었다. 이는 상기 강한 자외선(HUV) 조사에 의해 트랩이 채워짐으로써 빠른 광응답을 나타내어 역치를 낮추고, 통각 수용체의 반응이 강화됨을 나타낸다.The artificial light pain receptor before irradiation with strong ultraviolet (H UV ) has a low photocurrent value for weak ultraviolet (L UV ). On the other hand, the artificial light pain receptor damaged after intense ultraviolet (H UV ) irradiation exhibited amplified photocurrent values even for similar low ultraviolet (L UV ) intensity. This indicates that the trap is filled by the intense ultraviolet (H UV ) irradiation, thereby exhibiting a fast light response, lowering the threshold, and enhancing the response of the nociceptor.

즉, 강한 자외선(HUV)은 상기 인공 광 통각 수용체의 역치를 낮춰 이질통 특성을 나타내고, 상기 인공 광 통각 수용체의 광반응을 증폭시켜 통각과민 특성을 나타내게 된다.That is, strong ultraviolet (H UV ) lowers the threshold of the artificial light pain sensor to exhibit allodynia, and amplifies the photoreaction of the artificial light pain receptor to exhibit hyperalgesia.

도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체의 작동 메커니즘과 인간의 눈의 작동 메커니즘을 비교하는 도면이다.24 is a view comparing the mechanism of operation of the artificial light pain sensor and the mechanism of operation of the human eye according to an embodiment of the present invention.

도 24에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체는 사람의 눈의 통각 수용체와 유사한 반응을 나타냄을 확인할 수 있다. 인체는 외부 신호에 반응하는 다양한 감각 신경을 가지고 있으며 신호 강도, 지속 시간 및 반복에 따라 생화학 신호를 생성한다. 신호가 통각 수용체에 도달하면 신호 강도에 따라 두 가지 방식으로 작동한다. 통각 수용체는 신호가 해롭지 않다면 정상적으로 작동하지만 유해한 신호에 대해서는 더 강하고 빠르게 반응한다. 또한, 유해 신호가 제거된 후, 통각 수용체는 짧은 기간 내에 완화되고 다른 신호를 다시 수신 할 준비가 된다.As shown in FIG. 24, it can be seen that the artificial optical nociceptor according to an embodiment of the present invention exhibits a reaction similar to that of the human eye. The human body has various sensory nerves that respond to external signals and produces biochemical signals based on signal strength, duration, and repetition. When a signal reaches the nociceptor, it works in two ways, depending on the strength of the signal. Nociceptors function normally if the signals are not harmful, but respond stronger and faster to harmful signals. In addition, after the noxious signal is removed, the nociceptor is alleviated within a short period of time and is ready to receive another signal again.

눈은 인체의 가장 중요한 부분 중 하나이며, 눈이 입사광에 정상적으로 반응하는 동안 들어오는 빛의 세기가 너무 강하면 자동으로 눈을 보호하기 위해 눈꺼풀을 닫게 된다. 마찬가지로, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체는 인간의 눈과 같은 외부 광학 자극을 받아들이고 반응의 출력을 결정하기 위해 자극 역치를 사용하여 그 행동을 조정한다. 역치보다 자극이 약하면 상기 인공 광 통각 수용체는 전기 신호를 생성하지 않지만 임계 값보다 높으면 들어오는 빛에 대해 "역치", "무적응" 및 "완화" 속성도 나타낸다. 이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 광 통각 수용체는 단순한 구조로 통각 수용체와 같은 역할을 수행할 수 있다.The eye is one of the most important parts of the human body, and if the intensity of incoming light is too strong while the eye reacts normally to incident light, the eyelids are automatically closed to protect the eye. Similarly, the artificial light pain sensor according to an embodiment of the present invention accepts external optical stimuli such as the human eye and modulates its behavior using a stimulus threshold to determine the output of the response. If the stimulus is weaker than the threshold, the artificial light pain receptor does not generate an electrical signal, but if it is above the threshold, it also exhibits "threshold", "non-adaptation" and "mitigating" properties for incoming light. As described above, the artificial light nociceptor according to an embodiment of the present invention has a simple structure and may perform the same role as the nociceptor.

본 발명의 일 실시예에 따르면 빛에 의한 손상을 감지할 수 있는 투명한 인공 광 통각 수용체를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a transparent artificial light pain sensor capable of detecting damage caused by light.

본 발명의 일 실시예에 따르면 광 자극에 대해 역치 특성을 갖는 인공 광 통각 수용체를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide an artificial light pain sensor having a threshold characteristic for light stimulation.

본 발명의 일 실시예에 따르면 광 자극에 대해 무적응 특성을 갖는 인공 광 통각 수용체를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide an artificial light pain sensor having non-adaptation characteristics to light stimulation.

본 발명의 일 실시예에 따르면 광 자극에 대해 이질통 및 통각과민 특성을 갖는 인공 광 통각 수용체를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide an artificial light pain sensor having allodynia and hyperalgesia properties to light stimulation.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to use or implement the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those of ordinary skill in the art, and the general principles defined herein can be applied to other embodiments without departing from the scope of the present invention. Thus, the present invention is not to be limited to the embodiments presented herein, but is to be interpreted in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

Claims (10)

인공 광 통각 수용체로서,
FTO층;
상기 FTO층 위의 ATO층; 및
상기 ATO층 위의 산화아연층; 을 포함하고,
상기 ATO층은 산소 공극을 포함하는, 인공 광 통각 수용체.
As an artificial light nociceptor,
FTO layer;
An ATO layer over the FTO layer; And
A zinc oxide layer on the ATO layer; Including,
The ATO layer contains oxygen voids, artificial light pain receptor.
청구항 1에 있어서,
상기 인공 광 통각 수용체는,
역치 값 미만의 광 자극과 역치 값 이상의 광 자극에 대해 다른 광응답을 나타내는 역치 특성;
동일한 자극의 반복 입력에 대해서도 응답이 변하지 않는 무적응 특성;
강한 광 자극에 의해 역치가 낮아지는 이질통 특성; 및
강한 광 자극에 의해 광 반응이 증폭되는 통각과민 특성; 을 나타내는, 인공 광 통각 수용체.
The method according to claim 1,
The artificial light pain receptor,
A threshold characteristic indicating a different optical response to a light stimulus less than a threshold value and a light stimulus above the threshold value;
Non-adaptation characteristic in which the response does not change even for repeated input of the same stimulus;
Allodynia in which the threshold is lowered by strong light stimulation; And
Hyperalgesia in which the light response is amplified by strong light stimulation; Representing, artificial light pain receptor.
청구항 1에 있어서,
상기 ATO층은,
스퍼터링을 수행하여 ATO 타겟을 증착 시켜 생성되는, 인공 광 통각 수용체.
The method according to claim 1,
The ATO layer,
An artificial light pain sensor that is created by depositing an ATO target by performing sputtering.
청구항 3에 있어서,
상기 ATO층은,
스퍼터링을 수행한 후, 급속 열처리를 수행하는, 인공 광 통각 수용체.
The method of claim 3,
The ATO layer,
After sputtering, the artificial light nociceptor to perform rapid heat treatment.
청구항 1에 있어서,
상기 산화아연층은,
스퍼터링을 수행하여 산화아연 타겟을 증착 시켜 생성되는, 인공 광 통각 수용체.
The method according to claim 1,
The zinc oxide layer,
An artificial optical pain sensor that is created by depositing a zinc oxide target by performing sputtering.
청구항 1에 있어서,
상기 ATO층은 30 내지 200nm의 두께를 갖고,
상기 산화아연층은 100 내지 300nm의 두께를 갖는, 인공 광 통각 수용체.
The method according to claim 1,
The ATO layer has a thickness of 30 to 200 nm,
The zinc oxide layer has a thickness of 100 to 300nm, artificial light pain sensor.
청구항 1에 있어서,
상기 인공 광 통각 수용체는,
가시광선 영역(파장 400 내지 700nm)에서 50% 이상의 투과율을 갖는, 인공 광 통각 수용체.
The method according to claim 1,
The artificial light pain receptor,
An artificial light pain sensor having a transmittance of 50% or more in a visible light region (wavelength 400 to 700 nm).
인공 광 통각 수용체의 제조방법으로서,
FTO층을 배치하는 단계;
상기 FTO층 위에 ATO층을 배치하는 단계; 및
상기 ATO층 위에 산화아연층을 배치하는 단계; 를 포함하고,
상기 ATO층은 산소 공극을 포함하는, 인공 광 통각 수용체의 제조방법.
As a method of manufacturing an artificial light pain receptor,
Arranging an FTO layer;
Disposing an ATO layer on the FTO layer; And
Disposing a zinc oxide layer on the ATO layer; Including,
The ATO layer includes oxygen voids, the method of manufacturing an artificial light pain sensor.
청구항 8에 있어서,
상기 인공 광 통각 수용체는,
역치 값 미만의 광 자극과 역치 값 이상의 광 자극에 대해 다른 광응답을 나타내는 역치 특성;
동일한 자극의 반복 입력에 대해서도 응답이 변하지 않는 무적응 특성;
강한 광 자극에 의해 역치가 낮아지는 이질통 특성; 및
강한 광 자극에 의해 광 반응이 증폭되는 통각과민 특성; 을 나타내는, 인공 광 통각 수용체의 제조방법.
The method of claim 8,
The artificial light pain receptor,
A threshold characteristic indicating a different optical response to a light stimulus less than a threshold value and a light stimulus above the threshold value;
Non-adaptation characteristic in which the response does not change even for repeated input of the same stimulus;
Allodynia in which the threshold is lowered by strong light stimulation; And
Hyperalgesia in which the light response is amplified by strong light stimulation; Representing, the manufacturing method of the artificial light pain receptor.
청구항 8에 있어서,
상기 ATO층은,
스퍼터링을 수행하여 ATO 타겟을 증착 시켜 생성되는, 인공 광 통각 수용체의 제조방법.
The method of claim 8,
The ATO layer,
A method of manufacturing an artificial light pain sensor that is generated by performing sputtering to deposit an ATO target.
KR1020190086164A 2019-07-17 2019-07-17 Artificial Photonic Nociceptor KR102268561B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190086164A KR102268561B1 (en) 2019-07-17 2019-07-17 Artificial Photonic Nociceptor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190086164A KR102268561B1 (en) 2019-07-17 2019-07-17 Artificial Photonic Nociceptor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210009524A true KR20210009524A (en) 2021-01-27
KR102268561B1 KR102268561B1 (en) 2021-06-22

Family

ID=74238477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190086164A KR102268561B1 (en) 2019-07-17 2019-07-17 Artificial Photonic Nociceptor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102268561B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110036399A1 (en) * 2009-08-13 2011-02-17 Du Pont Apollo Ltd. Process for making a multi-layer structure having transparent conductive oxide layers with textured surface and the structure made thereby
KR20180008929A (en) * 2010-10-27 2018-01-24 이리듐 메디칼 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 Flexible artificial retina devices
KR101922049B1 (en) * 2018-01-25 2019-02-20 재단법인 대구경북과학기술원 Artificial synapse element and manufacturing method thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110036399A1 (en) * 2009-08-13 2011-02-17 Du Pont Apollo Ltd. Process for making a multi-layer structure having transparent conductive oxide layers with textured surface and the structure made thereby
KR20180008929A (en) * 2010-10-27 2018-01-24 이리듐 메디칼 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 Flexible artificial retina devices
KR101922049B1 (en) * 2018-01-25 2019-02-20 재단법인 대구경북과학기술원 Artificial synapse element and manufacturing method thereof

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
D. B. Strukov, G. S. Snider, D. R. Stewart, R. S. Williams, Nature 2008, 453, 80.
L. O. Chua, IEEE Trans. Circuit Theory 1971, 18, 507.

Also Published As

Publication number Publication date
KR102268561B1 (en) 2021-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kumar et al. A highly transparent artificial photonic nociceptor
US20120156827A1 (en) Method for forming cadmium tin oxide layer and a photovoltaic device
Zhu et al. Influence of illumination intensity on the electrical characteristics and photoresponsivity of the Ag/ZnO Schottky diodes
CN105806487B (en) Enhancing Ga based on surface plasmon2O3Ultraviolet flame detector of film and preparation method thereof
GB2564844A (en) A light-activated switching resistor, an optical sensor incorporating a light-activated switching resistor, and methods of using such devices
KR102268561B1 (en) Artificial Photonic Nociceptor
DE102012100259A1 (en) Method for producing a semiconducting film and photovoltaic device
Sandeep et al. Role of defect states on nonlinear properties of 8 MeV electrons irradiated zinc oxide thin films under off-resonant regime
Zhao et al. Surface treatment to improve responsivity of MgZnO UV detectors
KR102278552B1 (en) Transparent Visual Cortex for Artificial Eyes
Ghenzi et al. Building memristive and radiation hardness TiO2-based junctions
Antohe et al. Effect of protons irradiation on the performances of CdS/CdTe photovoltaic cells for space applications
CN103268903B (en) The preparation method of a kind of MSM photoelectric detector and MSM photoelectric detector
Melo et al. Transition from homogeneous to filamentary behavior in ZnO/ZnO-Al thin films
CN111739974B (en) Bionic optical pain sensor and application thereof
Chierchia et al. Effect of Hydrogen gas dilution on sputtered Al: ZnO film
Shi et al. Organic Heterojunction Phototransistors with Bi‐Directional Photoresponse for Vision Biomimetics
KR102567699B1 (en) A Transparent photovoltaic memory for neuromorphic device and their manufacturing methods
Bittau Analysis and optimisation of window layers for thin film CDTE solar cells
Dhakal et al. Growth of AZO on flexible substrate using ALD system as a transparent conducting oxide for solar cells
Guo et al. VO2/MoO3 Heterojunctions Artificial Optoelectronic Synapse Devices for Near‐Infrared Optical Communication
Raghu et al. Influence of electron irradiation on optical properties of ZnSe thin films
Fahad et al. Effect of annealing dynamics on the ion-engineered CdTe/ZnTe solar cells
Barnes et al. Process development of CdTe solar cells grown at high temperatures on engineered glass
Golan et al. Properties investigation of thin films photovoltaic hetero-structures

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant