MEMS白血病细胞介电电泳芯片的研究

研究了白血病细胞介电电泳芯片,其核心结构由绝缘覆盖层、电极层和绝缘垫层构成.该文对该芯片中的微电极进行了电场力学分析,讨论并设计了芯片的各个参数,应用微机电系统(MEMS)技术成功制备芯片,并对芯片进行了双列直插式DIP封装.文中研究的白血病细胞介电电泳芯片具有微型化,低电压驱动,对细胞无化学毒害等优点.     

基于SOPC和DDS技术的介电电泳芯片控制系统设计

介绍了一种利用SOPC和DDS技术控制介电电泳芯片的方案.通过FPGA的DSP开发工具DSP Builder对直接数字频率合成器(DDS)进行建模,在QuartusII软件中生成DDS IP核.以Altera公司的嵌入在FPGA(Cy-clonII EP2C35)中的RISC结构的CPU软核NiosII为基础,控制四相位DDS模块实现驱动行波介电电泳芯片所需的四相位正弦波频率、相位和幅度的数字预制和步进,使介电电泳芯片内形成行波介电电场,驱动生物粒子随行波作定向移动,达到分离不同生物粒子的目的.重点讨论了基于DSP Builder的DDS IP核设计,系统的软、硬件实现方法,并通过仿真分析证明了这种设计方法的正确性和实用性.     

集成阵列叉指电极介电泳芯片粒子分离北大核心

制备了用于粒子分离的集成阵列叉指电极介电泳微流控芯片,该芯片由以玻璃为基底的氧化铟锡(ITO)电极以及聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流通道构成。采用该芯片测定了聚苯乙烯微球在电导率为1μS/cm的悬浮溶液中在不同频率下的介电泳响应。聚苯乙烯微球产生正负介电泳响应的临界频率为20 kHz。当交流电压和频率分别为8Vp-p(峰峰值)和2 MHz时获得最优的粒子分离条件,在此条件下对聚苯乙烯微球和酵母菌细胞进行分离实验。实验结果表明,酵母菌细胞受到正介电泳力的作用,被富集到电极的边缘,而聚苯乙烯微球受到负介电泳力的作用被排斥而远离电极,其分离效率能够达到90%。     

芯片上叉指电极介电电泳的模拟与实验研究

分析了影响常规介电电泳过程中粒子所受介电电泳力的因素和发生正、负向介电电泳的条件。经过合理的简化和假设,建立了一个芯片微通道中常规介电电泳的二维数学模型。数值计算结果给出了微通道中的电势和电场强度分布,并根据场强分布预测了粒子发生正向介电电泳时最容易被吸附的位置。利用微加工工艺,在硼硅酸(Pyrex)玻璃表面沉积了叉指型结构的复合金属电极,并用聚二甲基硅氧烷(PDMS)制作了具有微通道的盖片,两者键合形成芯片。以溶解有聚苯乙烯(polystyrene,PS)粒子的KCl溶液为操作悬浮溶液进行了粒子正向介电电泳实验,实验结果与理论分析具有较好的吻合。     

基于行波介电泳的细菌分离电极的设计与操控北大核心

基于行波介电泳原理,分析了电场强度和Clausius-Mossoti(C-M)因子的虚部对行波介电泳力的影响。对4种不同形状电极的电场强度分布进行了仿真建模,结果表明半圆形电极阵列有较好的传输特性,并建立了半圆形电极阵列在行波作用下的电场模型。以行波介电泳力的复数表达式为基础,得出了C-M因子虚部随频率的变化曲线。设计加工了基于半圆形电极阵列的细胞分离微流体芯片,基于行波介电泳原理,对金黄色葡萄球菌细菌进行了分离实验。通过对比分析,实验结果与仿真结果具有较好的一致性。因此,利用行波介电泳力,半圆形电极阵列能够有效地对细菌进行传输分离。     

微流控电泳芯片集成电导检测研究进展

电导检测器具有在微流控电泳芯片上制作微电极较易以及外围信号处理电路较简单的特点,在电泳芯片上的集成研究已得到广泛的关注和开展.该文综述了近几年在微流控电泳芯片上集成电导检测器的原理、系统组成以及影响因素,介绍了MEMS 技术在电泳芯片集成电导检测电极加工中的应用;重点综述了目前国内外相关研究报道中较有特色的在电泳芯片上集成的电导检测器.     

毛细管电泳芯片的模拟设计与实验研究

利用ANSYS软件对毛细管电泳芯片微沟道内样品流动情况进行模拟 ,获得了不同进样模式下微沟道的结构与流体流速之间的关系 ,对芯片整体结构参数进行设计 :毛细管微沟道最终尺寸为宽度 16 μm ,深度 10 μm ,有效分离长度为 3.5cm的圆角转弯形沟道。采用激光诱导荧光原理进行实验测试 ,建立测试系统 ,对两段不同长度的DNA片段实现了基线分离 ,研究结果为毛细管电泳芯片的进一步应用奠定了基础     

一种双极板结构数字微流控芯片研制

基于介电润湿研制了一种将零电极布局为介电层表面的双极板结构数字微流控芯片.为了降低驱动电压并提高介电层的抗击穿能力,将介电层设计为Si3N4-SiO2层状复合结构.30 V直流电压作用下,成功实现了对0.5 μL去离子水微液滴的连续输运操控;且在100 V以内电压作用时,均未出现介电层击穿.实验结果表明所研制数字微流控芯片可行.     

毛细管电泳芯片的模拟设计与实验研究

利用ANSYS软件对毛细管电泳芯片微沟道内样品流动情况进行模拟,获得了不同进样模式下微沟道的结构与流体流速之间的关系,对芯片整体结构参数进行设计:毛细管微沟道最终尺寸为宽度16μm,深度10μm,有效分离长度为3.5cm的圆角转弯形沟道.采用激光诱导荧光原理进行实验测试,建立测试系统,对两段不同长度的DNA片段实现了基线分离, 研究结果为毛细管电泳芯片的进一步应用奠定了基础.     

基于线阵电极电泳芯片的微全分析系统

介绍了用于生化分析的一种新型微分析系统，并根据模拟计算和现有实验参数给出了设计方案，包括电泳芯片的设计、工艺制作、微机控制系统以及初步实验结果。新型的基于线性阵列电极的微型电泳芯片将会大大降低电泳电压，减小实验中的热效应，能够灵活设定分离时间、长度、电压等电泳的各项条件，可满足多种分离需求。新型材料PDMS使芯片制备更简单，实验成功率更高。     

单片集成式氮化镓基发光二极管的设计与制造

We report a new monolithic structure of GaN-based light-emitting diode(LED) which can be operated under high voltage or alternative current. Differing from the conventional single LED chip, the monolithic lightemitting diode(MLED) array contains microchips which are interconnected in series or parallel. The key chip fabrication processing methods of the monolithic LED array include deep dry etching, sidewall insulated protection, and electrode interconnection. A 12 V GaN-based blue high voltage light emitting diode was designed and fabricated in our experiment. The forward current-voltage characteristics of MLEDs were consistent with those of conventional single junction light emitting diodes.     

基于介电泳机理的金纳米颗粒传感器装配方法

研究了一种基于介电泳机理的金纳米颗粒传感器装配方法。在分析介电泳工作原理的基础上,利用Comsol Multiphysics仿真软件,对平面微电极条件下所产生的空间电场进行了建模仿真,研究了金纳米粒子极化模型及相关介电泳频谱特性。设计加工了基于光刻标准工艺和引线键合技术的平面微电极阵列,构建了具有三维位移平台和视频监控装置的介电泳装配实验平台。以250nm金颗粒为实验对象,在理论分析基础上,完成了在微电极阵列上的介电泳组装实验研究,并通过电特性测量验证了组装结果。实验结果表明:金纳米颗粒的介电泳组装效果与介质溶液的电导率、电场频率和幅度、金纳米粒子浓度、电极间隙及作用时间有关,在适宜的条件下,采用介电泳技术可实现对金纳米颗粒的有效操控和纳米器件装配,该方法为纳米传感器的制造提供了一种有效途径。     

大功率氮化镓基LED关键技术研究

对大功率氮化镓基LED的关键技术，尤其是大芯片LED的结构设计，p电极的选择与制备，提取效率的提高以及倒装焊技术做了重点的介绍与讨论.     

新型芯片的潮头正在涌起

等离子体波在金属表面的传输距离已经得到了显著提高，这一进展可能导致与目前电子微芯片控制电子的方式相类似的控制光的新型芯片。本文综合了等离子体光学领域的多篇文章。简要介绍了这一崭新技术及其进展。     

Compact slotted planar inverted-F RFID tag mountable on metallic objects

A compact slotted PIFA-type RFID tag (900 MHz) mountable on metallic objects is presented. The proposed structure can be easily matched to most microchips and facilitates their attachment on its slot. The performance of the tag is evaluated by monitoring its radar cross-sections (RCSs) for various incident angles and chip impedances. The measured detection distance is 4 m.     

基于BioMEMS技术的样品预处理微流控芯片研制

研制了细胞分离芯片和DNA提取芯片两种样品预处理微流控芯片,介绍该两种芯片的原理、结构和样品预处理效果。基于微过滤原理设计的闸式细胞分离芯片,可实现老鼠外周血中白细胞与红细胞的分离。DNA提取芯片是基于固相萃取原理设计,研制成Si-玻璃和Si-PDMS-玻璃两种结构的DNA提取芯片。采用深刻蚀技术在硅片上刻蚀出20μm宽方柱阵列或直径为10μm的圆柱阵列,刻蚀深度为30～150μm,微柱阵列作为提取DNA的固相载体,成功提取PCR产物中的DNA。     

基于线阵电极电泳芯片的微全分析系统

介绍了用于生化分析的一种新型微分析系统 ,并根据模拟计算和现有实验参数给出了设计方案 ,包括电泳芯片的设计、工艺制作、微机控制系统以及初步实验结果。新型的基于线性阵列电极的微型电泳芯片将会大大降低电泳电压 ,减小实验中的热效应 ,能够灵活设定分离时间、长度、电压等电泳的各项条件 ,可满足多种分离需求。新型材料PDMS使芯片制备更简单 ,实验成功率更高     

100lm/W照明用LED大功率芯片的产业化研究

本研究基于蓝宝石图形衬底（PSS）制备GaN基40mil功率型LED芯片,结合版图的优化,改善了电流扩展效应,系统研究了LED器件的光电性能。制备的LED外延片波长集中在6nm范围内,半峰宽接近20nm,LED功率型芯片使用优化的版图设计,在0.01mA下有良好的点亮效果,没有暗区,器件在350mA下发光效率达104 lm/W,并能够满足3W的应用市场,此外,器件具有良好的可靠性和稳定性,350mA和700mA下老化1,000hr光衰分别为-0.4%和2.8%,并成功解决了产业化的关键技术。     

An arbitrary waveform stimulus circuit for visual prostheses using a low-area multibias DAC

Attempts are underway to construct a retinal prosthesis to recover limited vision for blind patients with retinitis pigmentosa using implantable electronic devices. These microchips provide electrical stimulation to damaged retinal tissues using an array of stimulus circuits. This paper describes improvements to conventional circuit designs with significantly decreased implementation area and the ability to support arbitrary stimulus waveforms where an array of such stimulus circuits is required. This yields greater spatial resolution in stimulation owing to more stimulus circuits per chip area. Also introduced are digital-to-analog converter gain prescalar and dc-offset circuits which tune the stimulus circuits to an optimally effective range due to variation in retinal degradation. The prototype chip was fabricated by MOSIS in 1.2-/spl mu/m CMOS technology.     

碳纳米管非对称接触结构制作及电学性能研究

实验研究了多根或单根单壁碳纳米管与非对称金属电极接触结构的制作方法。先用介电泳方法(DEP)将碳纳米管定向排列在Au电极对之间,再用电子束光刻(EBL)在碳纳米管的一端加工Al电极,获得多根碳纳米管与金铝电极的非对称接触结构。先用EBL在Au电极对一端覆盖Al电极,再用DEP排列碳纳米管,实现单根碳管与金铝电极的非对称接触结构。非对称结构器件的电学测试研究表明,器件的I-V曲线不再对称,呈现出整流特性。