Surface Treatment of Multi Electrode Array for Enhancement of Neuronal Signal

신경 신호 증대를 위한 Multi Electrode Array 전극의 표면 처리

다중 채널 전극 위에 세포를 성장시켜 전극면을 통해 검출되는 신경 신호의 손실을 줄이고 주파수의 변형을 줄이기 위해서 전극과 전해질의 사이의 impedance를 줄이는 것이 바람직하다. 전하 이동을 증대시키기 위해서는 낮은 impedance가 요구되며 이를 위한 전극의 개선 방안으로 전극면이 증착될 기판의 표면을 거칠게 하여 결과적으로 전극면의 표면적을 넓히는 방법을 모색하였다. 기판으로 사용되는 glass(Pyrex#7740)의 구성 물질 중에서 4%를 차지하는 $N^+$ 이온을 황산 용액으로 표면 처리하여 제거함으로써 매끈한 표면을 거칠게 하여 표면적을 넓힐 수 있다. 기판으로 사용되는 glass (pyrex#7740) $1cm{\times}1cm{\times}0.05cm$를 50%, 95% 농도의 황산 용액 내에서 각각 30분, 60분 동안 상온에서 표면처리를 진행하였다. AFM을 이용하여 표면을 관찰한 결과 황산 용액 95%에서 30분간 표면 처리를 진행한 시편에서 최대 $4000{\AA}$정도의 조도를 얻었다. 이후 동일 시편에 대해 전극으로 사용될 Ti/Au를 각각 $500{\AA}/2500{\AA}$ 증착 후 사진식각 공정으로 MEA(Multi-channel electrode array)를 제작하여 impedance를 측정한 결과, 표면 처리 후 impedance가 70% 개선되었음을 측정하였다.