כלים לטיפול בפני השטח של מיקרואלקטרודות תוך-קורטיקליות תוך-קורטיקליות מסיליקון

פרוטוקול זה מספק כלי טיפול לשינוי פני השטח של התקני מיקרו-אלקטרודה תוך-קורטיקליים על ידי תצהיר פאזת גז ותגובת תמיסה מימית. שיטות טיפול אלה שומרות על שלמות המכשיר לאורך זמני תגובה ממושכים. שיטות לטיפול בהתקני מיקרו-אלקטרוניקה תוך-קורטיקליים אינן נחשפות לעתים קרובות.

טכניקה זו יכולה להועיל למאמצי המחקר לשפר את הביצועים של התקנים אלה על ידי פיתוח טיפולים וציפויים על פני השטח. כדי להתחיל, לרכוש התקני מיקרואלקטרודה תוך-קורטיקליים או בדיקות לא מתפקדות לטיפול בפני השטח. כדי להקל על בדיקת החומרים, רכשו דגימות בריבוע של סנטימטר אחד של חומר המצע לטיפול לצד המכשירים.

הדפסה תלת-ממדית או רכישת חלקים 1A ו-1B. חברו סרט פולימיד דו-צדדי לחלק 1A. כמו כן, חברו רצועת קצף בעובי 3.17 מילימטרים עם דבק חד-צדדי לחתיכה 1B.

לאחר מכן, הדבק את אריזת המחבר של המכשיר לקלטת על חתיכה 1A. חברו את החלקים 1A ו-1B על ידי יישור החורים ואבטחה באמצעות ברגי נירוסטה ואגוזי כנף. הדקו את המכלול למגש מייבש הוואקום באמצעות אזיקונים, תוך שימוש בחורים בתחתית חתיכה 1A.

מקם דגימות חומר מרובעות לתוך החריצים בתחתית המסגרת. מקם את התמיסה בכלי קיבול מתאים בוואקום המתייבש ממול ובקו אחד עם ההרכבה המאובטחת. שים מד ואקום במייבש כדי לרשום את הלחץ המדויק.

לאחר מכן, מקם את היציאה של המכסה המיובש ליד ההרכבה המאובטחת ויישר קו עם התמיסה והשלם את תצהיר פאזת הגז. ראשית, לחתוך חורים מלבניים במידות 19 על 10.5 מילימטרים לתוך המכסה של לוח הבאר כדי להשעות את מערך האלקטרודות של המכשיר בתמיסה. הדפס בתלת-ממד או רכש את המדריכים.

יישרו את החורים המלבניים בקווי העזר לחורים במכסה, כדי לוודא שהחור במדריך אינו מופרע. אבטחו את המדריכים למכסה באמצעות דבק ציאנואקרילט. לאחר מכן, למלא את הפתרון הרצוי בבארות שבהן יתרחש הטיפול.

כדי לאשר את הטיפול במשטח, הטביעו את דגימות המצע הריבועי בתמיסת התגובה בבאר של הצלחת. כדי להרכיב את מכשיר הבדיקה, פיסת קלטת 2B לראש ספסל. הניחו סרט פולימיד דו-צדדי כדי לכסות את הבסיס של חתיכה 2C.

כמו כן, הניחו סרט קצף בקוטר 3.17 מ"מ עם דבק חד-צדדי כדי לכסות את הבסיס של חתיכה דו-ממדית. לאחר מכן, התאם חתיכה 2C לתוך החריץ של חתיכה 2B. הדבק את אריזת המחבר של ההתקן על הקלטת, בכיוון כך שאורך שוק המכשיר תלוי.

אבטח את המכשיר על ידי החלקה דו-ממדית לחתיכה 2C. החזיקו את קצות המכלול והרימו בזהירות כדי להסיר מחתיכה 2B. יישרו את חצאי העיגולים הפונים כלפי חוץ בחלקים 2C ו-2D עם המדריכים המתאימים בחלק 2A כדי להתאים את ההרכבה למכסה של לוח הבאר.

מיקום הרכבה מאובטח על ידי לחיצה על פריט 2E מעל המדריכים. לאחר השעיית המכשירים בלוחית הבאר, העבירו את ההרכבה לשייקר ופעלו במהירויות נמוכות מ-100 סיבובים לדקה. לתגובות הדורשות ריבוי פתרונות או שלבי שטיפה, העבירו בזהירות את המכסה לצלחת באר חדשה המכילה את התמיסה הרצויה בבאר המתאימה.

לאחר שלב זה, חתיכת קלטת 2B לראש ספסל. כדי להסיר את המכשירים מלוח הבאר, הסר את חתיכת 2E מהמכסה. לאחר מכן, הסר בזהירות את ההרכבה על ידי החזקת המכשיר.

כיוון את ההרכבה כך שחלק 2C פונה לחלק העליון של הספסל ופניו הדו-ממדיות כלפי מעלה. יישרו את שוק ההתקן במקביל לחלק העליון של הספסל. התאם חתיכה 2C של ההרכבה לחתיכה 2B.

הפעילו לחץ קל על לשוניות של חתיכה 2C לתוך הספסל כדי להפריד בין חתיכה דו-ממדית לחתיכה 2C. באמצעות מלקחיים, הסר את אריזת המחבר של ההתקן מסרט הקלטת והעביר את ההתקן למיכל אחסון. הטיפול בפני השטח של מערכי מיקרו-אלקטרוניקה בסגנון מישיגן בדגימות ריבועיות סיליקון הודגם באמצעות פרוטוקול זה.

שיטת התצהיר של פאזת הגז יושמה עבור פונקציונליזציה של אמין באמצעות APTES. בעקבות זאת, נעשה שימוש בכימיה של קישור צולב קרבודימיד כדי לשתק את ה-TBAP של המנגן. לאחר מדידות אליפסומטריה של תצהיר מדגימות הסיליקון יצרו עובי ממוצע של שכבת APTES של 8.5 אנגסטרומים, בהשוואה לעובי החד-שכבתי התיאורטי של 7 אנגסטרומים.

ניתוח ספקטרוסקופיית פוטו-אלקטרונים של קרני רנטגן הראה עלייה באחוז הריכוזים האטומיים של חנקן ופחמן לאחר הטיפול ב-APTES בשלב הגז, מה שמצביע על משקע כימי. באופן דומה, מנגן זוהה בעקבות אימוביליזציה של שלב הפתרון. יתר על כן, תרשים Bode לניתוח ספקטרוסקופיה של עכבה חשמלית של מערכי המיקרואלקטרודות לא הראה הבדל סטטיסטי בין סדרי הגודל של העכבה לפני ואחרי תהליך הציפוי.

לפיכך, בוצע ציפוי מוצלח של מערך האלקטרודות באמצעות תהליכי הציפוי. פרוטוקול זה מאפשר שינוי פני השטח של מיקרו-אלקטרוניקה תוך-קורטיקלית על ידי מזעור הסיכון לנזק למכשיר. אחרים בתחום עשויים להתאים את המתודולוגיה למכשירים ולנהלים הכימיים שלהם.