SCOPUS
SCIE
Conductively coupled flexible silicon electronic systems for chronic neural electrophysiology
저자
Li, Jinghua ; Song, Enming ; Chiang, Chia-Han ; Yu, Ki Jun ; Koo, Jahyun ; Du, Haina ; Zhong, Yishan ; Hill, Mackenna ; Wang, Charles ; Zhang, Jize ; Chen, Yisong ; Tian, Limei ; Zhong, Yiding ; Fang, Guanhua ; Viventi, Jonathan ; Rogers, John A.
발행기관
학술지명
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA -
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
9542-9549(8쪽)
제공처
<P>Materials and structures that enable long-term, intimate coupling of flexible electronic devices to biological systems are critically important to the development of advanced biomedical implants for biological research and for clinical medicine. By comparison with simple interfaces based on arrays of passive electrodes, the active electronics in such systems provide powerful and sometimes essential levels of functionality; they also demand long-lived, perfect biofluid barriers to prevent corrosive degradation of the active materials and electrical damage to the adjacent tissues. Recent reports describe strategies that enable relevant capabilities in flexible electronic systems, but only for capacitively coupled interfaces. Here, we introduce schemes that exploit patterns of highly doped silicon nanomembranes chemically bonded to thin, thermally grown layers of SiO2 as leakage-free, chronically stable, conductively coupled interfaces. The results can naturally support high-performance, flexible silicon electronic systems capable of amplified sensing and active matrix multiplexing in biopotential recording and in stimulation via Faradaic charge injection. Systematic in vitro studies highlight key considerations in the materials science and the electrical designs for high-fidelity, chronic operation. The results provide a versatile route to biointegrated forms of flexible electronics that can incorporate the most advanced silicon device technologies with broad applications in electrical interfaces to the brain and to other organ systems.</P>
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