基于声表面波技术实现纸基微流开关研究

提出了采用声表面波技术实现纸基微流开关的方法。它由127.68°旋转Y切割X传播方向的LiNbO3压电基片和两个有一定间隙的纸微通道组成。压电基片上采用微电子工艺制作1个中心频率为27.5MHz的叉指换能器和1个反射栅,纸微流通道采用PDMS薄膜贴附于压电基片的声传播路径上,微流通道一侧微流体在没有声表面波作用时,微流...     

基于两相向声表面波快速富集悬液中微粒

为提高生化分析灵敏度,提出了一种快速富集悬液中微粒的新方法.它在127.68°旋转Y切割X传播方向的LiNbO3基片上采用微电子工艺制作了2×2叉指换能器阵列,在该叉指换能器阵列的一对对角叉指换能器上同时加经功率放大器放大后的RF信号,以激发两相向声表面波,采用微量进样器将待富集的微流体(微液滴)进样到两相向传播的声路径上,微液滴中的微粒在该两相向的声表面波作用下快速向心富集.淀粉溶液微液滴富集实验结果表明,两相向声表面波作用下,10秒内实现微液滴中淀粉微粒的快速富集.     

声表面波辅助实现纸基微流分析

纸基微流器件往往难以实现样品前处理操作.提出了一种简单的纸基微通道制作方法及兼具有前处理操作功能的纸基微流分析方法.采用Protel设计微通道图案,采用印刷电路技术制作铜模板,并涂覆石蜡、覆盖滤纸,而后用电烙铁加热铜模板另一侧,熔融石蜡渗透入滤纸形成纸基微通道.制作的纸基器件放置于128°YX-LiNbO3压电基片上,...     

声表面波气体传感器

在化学研究领域,声表面波器件得到了越来越多的注目.声表面波延迟线振荡器的振荡频率对沉积在其表面的薄膜层非常敏感,选择适当的气体吸附材料涂覆在器件的表面,声表面波延迟线振荡器就可用于制成十分敏感的气体传感器。当涂覆层性能优良时,传感器可检测出浓度为0.01—0.1ppm水平的特定气体成份。     

基于声表面波的微操控技术研究进展

微操控技术是指精确控制微纳米颗粒的运动状态,如对细胞、生物大分子、纳米药物等进行捕获、筛选、移 动、分类,其在生物医学、化学分析、材料科学等领域有着重要应用,近年来引起了各国学者的极大关注。声操控是利 用声波操控微粒,具有非接触、穿透性较好、无需对微粒进行化学生物修饰等优点。近年来随着微机电系统(MEMS)技 术和微流控芯片技术的迅速发展,基于声表面波(SAW)的微操控技术受到广泛关注和研究。声表面波芯片因其具有频率 较高、能量局域、易于集成等特点,能够基于显微技术直接观察细胞、微泡等生物微粒的操纵状态,是一个良好的微操 控工具。文章主要介绍基于声表面波的声流、声辐射力效应操控微粒的最新研究进展以及声操控的发展趋势。     

一种新的纸基微流开关及其活跃方法

提出了一种新的、基于声表面波的纸基微流开关。通过软光刻技术制作内含两个微孔的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微架,其上固定经折叠、长度可变的纸通道。PDMS微架贴附于压电基片之上,并在待连接的两微通道之下方,折叠纸通道最低端离压电基片间距为2 mm。压电基片上采用微电子工艺光刻一对叉指换能器和反射栅。当足够强度的电信号加到叉指换能器对时,激发两相向声表面波,使得压电基片上微流体输运到折叠纸通道,改变其长度,连接其上待连通的两纸基微通道,完成开关功能。对可编程微流器件提供了一种新的编程和开关控制方法。     

声表面波驱动微流体研究

报道了在128°旋转Y切割X传播方向的LiNbO3基片上研制了微流体驱动器件。RF信号经功率放大器放大后馈入叉指换能器,由它激发的声表面波驱动微流体。为减少由于声波辐射引起微流体温度上升,提出了间接微流体驱动方法,即通过声表面波驱动中间微粒,再由此驱动目标微流体。实验表明:声表面波驱动微流体所需的RF信号功率决定于微流体体积和粘性;采用间接方法驱动1μL50%甘油水液滴,在10V的RF信号持续5min下其温度变化仅0.5℃,而相同条件下直接驱动该液滴,其温度上升12.6℃。     

基于声表面波双端谐振器的气体传感器

首先研究了双端声表面波谐振器的一些特点，然后从传感技术角度，给出了一种不用延迟线而采用谐振器对有机气体检测的新方法。     

基于声表面波微液滴并行加热研究

提出了一种并行加热微液滴的方法。在128°旋转Y切割X传播方向的LiNbO3压电基片上采用微电子工艺制作叉指换能器和反射栅,在其声路径上贴合环形聚二甲基硅氧烷(PDMS)微槽,其内充满石蜡油微流体。设计有多个受热区的图案,经过激光切割转移到导热性良好的、厚度为0.3 mm的铜金属传热片上,并放置于PDMS微槽上。射频电信号加到叉指换能器上激发声表面波,辐射入微槽中的石蜡油微流体,并将能量通过传热片传递到受热区,进而加热受热区上的微液滴。以纯净水微液滴为实验对象,进行了多个微液滴并行加热实验。结果表明,在单个叉指换能器上加电信号激发的声表面波可同时加热多个微液滴,且其温度变化值随射频电信号功率增加而增加,同时,微液滴体积和受热区中并行加热的微液滴数影响其温度变化。     

声表面波温度传感器的研究

研究了声表面波温度传感器的敏感机理，延迟线设计的若干准则，结构参数设计的方法选择，以及配套电路设计，并对频温特性的测试进行了探讨。     

应用耦合模理论分析S型声表面波器件特性

报道了在128°旋转Y切割X传播方向的LiNbO3基片上研制的结构新型的S型声表面波器件, 它将输入换能器激发的声表面波中心对称分成两路,分别由各自输出换能器检测输出.应用耦合模理论详细分析了该声表面波器件的特性,并应用网络分析仪测量该声表面波器件的特性以验证分析结果的正确性.结果表明,理论计算值与实验结果相近.     

声表面波传感器

评述了用于物理敏感和化学敏感的声表面波传感器的现状和进展。     

Y 型声表面波质量传感器

报道了在 12 8°Y切割X传播方向的LiNbO3基片上设计并研制的中心频率为 12 2MHz的Y型双声路质量传感器 ,它具有一个参考声路臂和一个测量声路臂 ,每声路中有一个采用光刻工艺精确定位的质量沉积区。本文阐述了质量沉积效应的原理、器件的设计方法。采用振荡的方式对器件的性能进行测试。测试结果表明 :该器件的两声路频谱对称性良好 ,并且有良好的相对温度系数 ,仅为 12Hz/℃左右。器件的质量沉积效应灵敏度约为 3 6GHz·cm2 /g ,并且具有良好的线性度     

—种超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器

设计了一种新的超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器．该传感器将超磁致伸缩材料在磁场中产生的应力应变传递到声表面波谐振器上，改变其谐振频率，通过对谐振频率的检测进行磁场测量．该传感器可以用于静态和动态磁场测量，并且可用作无源、无线磁传感器．主要分析了该结构用于静态磁场测量的原理，给出了实验结果．传感器谐振频率的变化对于静态磁场变化的灵敏度可达132Hz／Oe，谐振频率测量分辨率在1Hz时，磁场测量分辨率可达10^-7T数量级．     

基于AlN声表面器件的设计与分析

声表面波器件是一种利用压电材料的压电效应与逆压电效应工作电子器件,文章首先详细描述了声表面波器件的设计与仿真过程,运用有限元分析的方法分别计算了利用声表面波的SAW器件与利用体波的BAW器件的性能与各项参数,对相关的器件进行了计算分析,分别用上述方法研究了基于AlN薄膜的声表面波器件和悬臂梁结构的体波器件,推导得出了器件的电学导纳与频率之间的关系,通过分析器件的导纳-频率曲线,推导出器件内部声波的模式以及合适的工作频率,最终得出在IDT周期为8微米的情况下,SAW器件的理想工作频率是0.7～1.95 GHz,BAW器件的理想工作频率在0.6～3.2 GHz的结果.     

一种表面波液体密度传感器的实验研究

本文介绍了一种新型的表面波（ＳＡＷ）液体密度传感器结构,并对其进行了理论分析和初步实验。结果表明：与传统的液体密度传感器相比,这种传感器具有结构简单,测量精度高,需用试样少等特点,具有广泛的应用前景。     

一种采用穴番-A敏感膜的新型声表面波瓦斯传感器的研究

本文利用笼形超分子材料穴番-A对甲烷分子的特异性包合作用,提出了一种能够在室温下工作的采用穴番-A敏感膜的新型声表面波瓦斯传感器。设计研制了中心频率为300 MHz的低损耗、高Q值SAW谐振器,并以所研制的谐振器构成双通道差分振荡器。分别以点涂法和旋涂法在传感通道SAW谐振器表面进行了敏感膜的镀膜。通过实验观察对比了采用两种镀膜方式的SAW瓦斯传感器在常温下对5%甲烷气体的响应。实验结果显示点涂镀膜的传感器响应约为1 kHz,远大于旋涂镀膜方式。AFM表面形貌表征显示了敏感膜表面粗糙度是造成这一差异的主要原因。实验还研究了传感器对不同浓度甲烷气体的响应,结果表明传感器响应随气体浓度降低而减小,两者存在良好的线性关系,测试灵敏度为205 Hz/%,检测下限约为0.2%。