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미세 공동 페로브스카이트 광 수용체가 있는 인공 망막

동향 개요

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기관명 NDSL
작성자 KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
작성일자 2019-05-02 00:00:00.000
내용 인간의 망막은 눈의 유리체 뒤에 있는 필름 모양의 조직이다. 빛이 눈에 들어가서 망막에 부딪칠 때, 광 수용체 (photoreceptors)라고 불리는 막대 모양 및 원추형 신경 세포의 여러 층이 가시 광선 파장의 광자를 흡수하고 시신경을 통해 해당하는 전기 신호를 뇌로 보낸다. 원뿔보다 낮은 광 레벨에서 보다 민감한 막대는 흑백 비전을 제공한다. 원추형은 높은 빛의 레벨에서 활동적이며 우리의 컬러 비전을 담당한다. 그들은 각각 다른 파장 (짧은 파장, 중간 파장, 긴 파장)에 민감한 3 가지 타입이 있다. 유연 전자 공학으로 감각적인 대체 기술은 전 세계의 나노 기술 연구소에서 진행되는 흥미로운 연구 분야 중 하나이다. 과학자들은 촉각 (전자 피부 - 전자 피부), 냄새 (전자 코) 및 맛 (전자 혀)과 같은 인간 감각을 어느 정도 복제할 수 있는 전자 장치를 이미 제작하고 있다. 눈의 광 수용체 (전자 레티나)의 전자 장치 버전은 로봇 휴머노이드 비전에서부터 인공 망막 이식에 이르기까지 시력 회복 또는 광범위한 파장으로의 시력 확장을 위한 광범위한 응용 분야에 잠재적으로 사용될 수 있다. 로드의 스펙트럼 반응을 성공적으로 모방할 수 있는 인공 망막의 모놀리식 실현과 호환 가능한 약한 빛 감도, 짧은 응답 시간 및 큰 동적 범위를 제공할 수 있는 것은 매우 어렵다. 컬러 필터라고 불리는 특별한 광학 층이 포토 센서의 스펙트럼 응답 튜닝을 용이하게 하기 위해 이용되어왔다. 그러나 이러한 광학 필터의 통합은 특히 유연하고 구부러진 장치의 경우 비용이 많이 들고 복잡하다. 연구팀은 새로운 고성능 금속 / 유전체 / 금속 마이크로 공동 구조와 진공 증착된 페로브스카이트 광 응답 장치를 통합하여 고성능 무 필터 인체 광 수용체를 구현할 수 있음을 입증했다. 연구팀은 어드밴스드 머터리얼스 (Advanced Materials, 'Band Tunable Microcavity Perovskite Artificial Human Photoreceptors')에 연구 결과를 발표했다. 진공 증착된 페로브스카이트 광 응답 장치와 진공 증착된 광학 마이크로 공동 구조를 성공적으로 결합하여 단일 펌프 다운 진공 프로세스로 단일 기판에서 멀티 컬러 광 수용체를 처음으로 구현했다. 이처럼 제작하기 쉬운 인공 광 응답 장치는 인간의 원뿔과 막대의 스펙트럼 반응을 모방한 것이다. 연구팀이 작업에서 보여주었듯이 인공 광 수용체는 높은 동적 범위와 낮은 노이즈와 같이 사람의 눈과 비슷한 우수한 성능을 보여준다. 반응 시간과 같은 일부 특성은 생물학적인 광 수용체를 능가한다. 이 소자는 높은 안정성을 나타내었으며 48 시간 동안 5000lux의 연속 조명 하에서 원래의 광전류 값을 유지했다. 재생된 이미지의 해상도가 고해상도 미세 섀도우 마스크 기술 (고해상도 진공 증착 OLED 디스플레이) 및 장치의 미세한 픽셀을 더 높일 수 있는 0.5 × 0.5 mm2 크기의 마스크에 의해 결정되고 제한되었다. 다양한 진공 증착 미세 공극 구조와 고성능 진공 증착된 페로브스카이트 장치 덕분에 조류와 같은 다른 동물의 인공 광 수용체를 제작하는 것이 매우 쉽다 (자외선 범위로 새들은 응답을 연장하는 4 가지 유형의 원뿔 세포를 가지고 있음). 이러한 장치는 언젠가 동물 시각의 다양한 메커니즘을 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 이런 종류의 전자 망막이 인간의 뇌와 연결되기 전에 꽤 긴 도로가 될 것이지만 연구자들은 그들의 장치가 로봇 눈에 사용하기에 매우 적합하다고 믿는다. 이 장치의 유연한 특성은 단일 렌즈 시스템 (인간의 눈처럼)으로 왜곡되지 않은 이미지를 쉽게 제공할 수 있는 곡선 형 이미지 감지 어레이의 가능성을 보장한다.
출처
원문URL 인간의 망막은 눈의 유리체 뒤에 있는 필름 모양의 조직이다. 빛이 눈에 들어가서 망막에 부딪칠 때, 광 수용체 (photoreceptors)라고 불리는 막대 모양 및 원추형 신경 세포의 여러 층이 가시 광선 파장의 광자를 흡수하고 시신경을 통해 해당하는 전기 신호를 뇌로 보낸다. 원뿔보다 낮은 광 레벨에서 보다 민감한 막대는 흑백 비전을 제공한다. 원추형은 높은 빛의 레벨에서 활동적이며 우리의 컬러 비전을 담당한다. 그들은 각각 다른 파장 (짧은 파장, 중간 파장, 긴 파장)에 민감한 3 가지 타입이 있다. 유연 전자 공학으로 감각적인 대체 기술은 전 세계의 나노 기술 연구소에서 진행되는 흥미로운 연구 분야 중 하나이다. 과학자들은 촉각 (전자 피부 - 전자 피부), 냄새 (전자 코) 및 맛 (전자 혀)과 같은 인간 감각을 어느 정도 복제할 수 있는 전자 장치를 이미 제작하고 있다. 눈의 광 수용체 (전자 레티나)의 전자 장치 버전은 로봇 휴머노이드 비전에서부터 인공 망막 이식에 이르기까지 시력 회복 또는 광범위한 파장으로의 시력 확장을 위한 광범위한 응용 분야에 잠재적으로 사용될 수 있다. 로드의 스펙트럼 반응을 성공적으로 모방할 수 있는 인공 망막의 모놀리식 실현과 호환 가능한 약한 빛 감도, 짧은 응답 시간 및 큰 동적 범위를 제공할 수 있는 것은 매우 어렵다. 컬러 필터라고 불리는 특별한 광학 층이 포토 센서의 스펙트럼 응답 튜닝을 용이하게 하기 위해 이용되어왔다. 그러나 이러한 광학 필터의 통합은 특히 유연하고 구부러진 장치의 경우 비용이 많이 들고 복잡하다. 연구팀은 새로운 고성능 금속 / 유전체 / 금속 마이크로 공동 구조와 진공 증착된 페로브스카이트 광 응답 장치를 통합하여 고성능 무 필터 인체 광 수용체를 구현할 수 있음을 입증했다. 연구팀은 어드밴스드 머터리얼스 (Advanced Materials, 'Band Tunable Microcavity Perovskite Artificial Human Photoreceptors')에 연구 결과를 발표했다. 진공 증착된 페로브스카이트 광 응답 장치와 진공 증착된 광학 마이크로 공동 구조를 성공적으로 결합하여 단일 펌프 다운 진공 프로세스로 단일 기판에서 멀티 컬러 광 수용체를 처음으로 구현했다. 이처럼 제작하기 쉬운 인공 광 응답 장치는 인간의 원뿔과 막대의 스펙트럼 반응을 모방한 것이다. 연구팀이 작업에서 보여주었듯이 인공 광 수용체는 높은 동적 범위와 낮은 노이즈와 같이 사람의 눈과 비슷한 우수한 성능을 보여준다. 반응 시간과 같은 일부 특성은 생물학적인 광 수용체를 능가한다. 이 소자는 높은 안정성을 나타내었으며 48 시간 동안 5000lux의 연속 조명 하에서 원래의 광전류 값을 유지했다. 재생된 이미지의 해상도가 고해상도 미세 섀도우 마스크 기술 (고해상도 진공 증착 OLED 디스플레이) 및 장치의 미세한 픽셀을 더 높일 수 있는 0.5 × 0.5 mm2 크기의 마스크에 의해 결정되고 제한되었다. 다양한 진공 증착 미세 공극 구조와 고성능 진공 증착된 페로브스카이트 장치 덕분에 조류와 같은 다른 동물의 인공 광 수용체를 제작하는 것이 매우 쉽다 (자외선 범위로 새들은 응답을 연장하는 4 가지 유형의 원뿔 세포를 가지고 있음). 이러한 장치는 언젠가 동물 시각의 다양한 메커니즘을 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 이런 종류의 전자 망막이 인간의 뇌와 연결되기 전에 꽤 긴 도로가 될 것이지만 연구자들은 그들의 장치가 로봇 눈에 사용하기에 매우 적합하다고 믿는다. 이 장치의 유연한 특성은 단일 렌즈 시스템 (인간의 눈처럼)으로 왜곡되지 않은 이미지를 쉽게 제공할 수 있는 곡선 형 이미지 감지 어레이의 가능성을 보장한다.
내용 http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2019005168
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ICT 기술분류
주제어 (키워드) 1. 망막 로드 페로브스카이트 광학 마이크로 공동 2. retina rod perovskite optical microcavity