检测探针和电路

本公开涉及生物电子学，具体地涉及一种检测探针和电路。

背景技术：

1、在信息化技术日益发展的今天，微波几乎无处不在，研究微波对神经元的影响，对于保护人类大脑健康发展有着重要的意义。

2、相关技术利用传统振荡器电路作为信号源，以产生高频电信号（100mhz~65ghz），并将高频电信号转换为微波信号。微波信号可以对神经元进行刺激，通过检测受到微波信号刺激作用后的神经元产生的电磁波信号，研究微波信号对于生物体的影响。

3、在实现本发明构思的过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题：相关技术中的传统振荡器尺寸较大、功耗高、在进行微波脑刺激时空间分辨率低、靶向性差，生物兼容性差，较难应用于高精度的植入式脑刺激。相关技术也一直未能深入研究微波对于特定脑区神经元的影响。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本公开提供了一种检测探针和电路。

2、根据本公开的第一个方面，提供了一种检测探针，包括：自旋转矩纳米振荡器，用于产生电信号。波导，用于将上述电信号转换为微波信号。上述微波信号用于对神经元进行刺激。自旋二极管，用于检测受到微波信号刺激作用后的神经元产生的电磁波信号，以实现植入式原位检测。

3、根据本公开的实施例，上述自旋二极管基于整流效应对上述神经元产生的电磁波信号进行检测。

4、根据本公开的实施例，上述自旋转矩纳米振荡器与上述自旋二极管并联。

5、根据本公开的实施例，上述波导与上述自旋转矩纳米振荡器串联。

6、根据本公开的实施例，上述检测探针还包括探针尖端，用于进行探针植入。

7、根据本公开的实施例，上述波导和上述自旋转矩纳米振荡器靠近上述探针尖端。

8、根据本公开的实施例，上述自旋转矩纳米振荡器和上述自旋二极管相对间隔设置。

9、根据本公开的实施例，上述自旋转矩纳米振荡器被配置为基于非线性特性通过改变驱动电流的大小，来对振荡的功率和频率进行调节，以便改变经上述波导转换后得到的微波信号的频率和功率。

10、根据本公开的实施例，上述自旋转矩纳米振荡器包括：参考层、隔离层和自由层。上述自旋转矩纳米振荡器的尺寸范围包括100~300nm。

11、本公开的第二方面提供了一种电路，包括：自旋转矩纳米振荡器，用于产生电信号。控制电路，用于基于控制信号调整上述电信号的频率和功率。波导，用于将上述电信号转换为微波信号。自旋二极管，用于检测受到微波信号刺激作用后的神经元产生的电磁波信号。信号处理电路，用于对上述电磁波信号进行放大和滤波处理，生成处理信号。上位机，响应于接收到的处理信号，生成上述控制信号。

12、根据本公开的实施例，通过将尺寸小和功耗低的自旋转矩纳米振荡器和自旋二极管集成到同一检测探针上，可以实现原位的检测和刺激。检测探针可以直接植入到生物体内，以进行实时动态的检测。与传统的体外检测相比，植入式原位检测可以更直接地监测到神经元的活动状态，对刺激区域和神经元进行更精确的定位，以提供更精确的数据，获得更高的空间分辨率。

技术特征：

1.一种检测探针，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的检测探针，其特征在于，所述自旋二极管基于整流效应对所述神经元产生的电磁波信号进行检测。

3.根据权利要求1所述的检测探针，其特征在于，所述自旋转矩纳米振荡器与所述自旋二极管并联。

4.根据权利要求1所述的检测探针，其特征在于，所述波导与所述自旋转矩纳米振荡器串联。

5.根据权利要求1所述的检测探针，其特征在于，所述检测探针还包括探针尖端，用于进行探针植入。

6.根据权利要求5所述的检测探针，其特征在于，所述波导和所述自旋转矩纳米振荡器靠近所述探针尖端。

7.根据权利要求1所述的检测探针，其特征在于，所述自旋转矩纳米振荡器和所述自旋二极管相对间隔设置。

8.根据权利要求1所述的检测探针，其特征在于，所述自旋转矩纳米振荡器被配置为基于非线性特性通过改变驱动电流的大小，来对振荡的功率和频率进行调节，以便改变经所述波导转换后得到的微波信号的频率和功率。

9.根据权利要求1所述的检测探针，其特征在于，所述自旋转矩纳米振荡器包括：参考层、隔离层和自由层；所述自旋转矩纳米振荡器的尺寸范围包括100~300nm。

10.一种电路，其特征在于，包括：

技术总结
本公开提供了一种检测探针，包括：自旋转矩纳米振荡器，用于产生电信号；波导，用于将电信号转换为微波信号；微波信号用于对神经元进行刺激；自旋二极管，用于检测受到微波信号刺激作用后的神经元产生的电磁波信号，以实现植入式原位检测。本公开还提供了一种电路。

技术研发人员：陈嘉民,石佳林,金珍虎
受保护的技术使用者：中国科学院空天信息创新研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/29