独特谐振模式下薄膜体声波谐振器的设计

计算了四层复合结构的薄膜体声波谐振器(FBAR)的输入阻抗谱,各层采用的材料分别是Al/AlN/Al/Si,其尺寸为0.8 μm/1.9 μm/0.8 μm/100 μm,得出其有效机电耦合系数k²_eff随谐振模式的分布情况,从而得到最大k²_eff的独特谐振模式在1~2 GHz为第40阶谐振模式。从理论上探讨了各层的尺寸及材料属性对该独特谐振模式及其频移的影响,以及串联谐振品质因数FOM等滤波器设计的主要性能参数在该模式下的分布情况。实验结果表明,工作在独特谐振模式下的FBAR的性能依赖于各层材料尺寸,当压电层厚度从0.2 μm变到4.3 μm时,特殊谐振模式频率从1.2 GHz增加到4.8 GHz;当基底厚度变厚时,有效机电耦合系数从3.2%变到0.8%,串联品质因数从2 000变到700;而电极变厚后,有效机电耦合系数趋于一个稳定值。这些数据在实际设计过程中对滤波器的微调具有参考意义。     

分子印迹电化学传感器研究最新进展

分子印迹聚合物对目标化合物具有高选择性,并且具有耐高温、抗酸碱及有机溶剂等优点。分子印迹技术在催化、手性分离、固相萃取等许多领域都得到了广泛的应用。分子印迹聚合物用作传感器的敏感材料是分子印迹技术近年来的研究热点。本文介绍了分子印迹电化学传感器的制备方法,并就分子印迹电化学传感器研究最新进展及应用作一综述。     

分子印迹技术在农药检测中的应用

分子印迹技术是指制备对某一特定目标分子具有特异预定选择性的聚合物的化学合成技术。分子印迹聚合物在固相萃取和传感器研究已经成为当前农药检测领域的热点之一。本文综述分子印迹聚合物在固相萃取和传感器研究检测农药的应用现状及发展趋势。     

用于快速检测血色素的生物传感器研究

提供了一种用于快速检测血色素的生物传感器,不仅检测方法简单、耗样少,而且可以极大地缩短血色素的响应时间,在200～3000μmol/L浓度范围内具有很好的线性关系,其响应时间和线性相关系数分别为30s和0.99.适于一次性使用,制作简单,能小批量制备,成本低,具有很好的应用前景.     

微型光纤磁传感器的设计与制作

提出了一种基于微机电系统(MEMS)扭镜结构的光纤磁场传感器,并利用对角度变化非常敏感的双光纤准直器对扭镜的扭转角度进行了检测.该MEMS光纤磁传感器由MEMS扭镜结构、磁性敏感薄膜和双光纤准直器组成.文中分析了器件的磁敏感原理和光纤检测原理,介绍了器件综合设计方法,并给出了器件的结构参数.利用MEMS加工技术成功制作出了MEMS光纤磁传感器样品,最终得到的磁传感器的尺寸为3.7 mm×2.7 mm×0.5mm.对磁传感器进行了实验测试,得到的输出实验值与理论值吻合.测试结果表明,该磁传感器的光纤检测灵敏度可达到0.65 dB/mT,最小可分辨磁场可达167 nT.将MEMS敏感结构与光纤检测相结合,该传感器兼备了两者的优点,结构紧凑、制作工艺简单、工作时无需电流激励.     

多孔分子印迹膜修饰的表面等离子体共振微囊藻毒素LR检测传感器

开发了一种多孔分子印迹膜修饰的表面等离子体共振(SPR)传感器,用于快速检测水中微囊藻毒素LR。研究了利用该传感器检测微囊藻毒素LR的方法。首先,通过原位聚合法在SPR传感芯片的裸金表面合成了微囊藻毒素LR的多孔分子印迹膜,制备出可以特异性捕获微囊藻毒素LR的SPR传感芯片。然后,利用Kretschmann棱镜耦合结构,构建了基于Kretschmann结构的波长调制型表面等离子体共振传感器。最后,通过检测不同浓度的微囊藻毒素LR溶液以及干扰物质微囊藻毒素RR溶液,研究了该传感器的测量范围、特异性等参数。结果表明,该传感器对于微囊藻毒素LR的检测灵敏度很高,可实现微囊藻毒素LR的定量检测,动态测量达2.1×10-9~1×10-6 mol/L。另外,传感器对于干扰物质微囊藻毒素RR无明显信号响应,表明传感器对于微囊藻毒素LR具有很好的特异性检测能力。     

CdTe量子点分子印迹传感器对水中磺胺类药物残留的检测

磺胺类抗生素被广泛应用于水产养殖,会对环境造成危害。为了检测水环境中该类药物的浓度,本研究合成了磺胺类药物量子点分子印迹传感器,用于快速检测水样中的磺胺类抗生素。在CdTe量子点表面,以磺胺嘧啶为虚拟模板,采用溶胶-凝胶法合成了具有良好光学性质的分子印迹荧光传感器。通过红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对传感器进行了表征,并测试了pH值对测定条件的影响,分析了传感器对不同药物的选择性。印迹聚合物成功接枝在了量子点表面,在pH为8.0时,具有最佳荧光吸收。在该条件下,当磺胺嘧啶在2~10μmol/L的浓度范围内,CdTe@SiO2@MIPs的荧光猝灭率(F0/F)随体系中磺胺嘧啶的浓度变化关系符合SternVolmer方程(R2=0.982 7,n=5)。加标回收率显示,磺胺嘧啶的回收率范围为90.0%~104.4%,相对标准偏差不超过14.7%。实验结果表明制备的CdTe@SiO_2@MIPs可快速灵敏地检测水样中磺胺类药物的残留。     

平面电极型MEMS电化学地震传感器

针对传统电化学地震传感器的加工工艺成本高、一致性差等问题,设计了一种新的平面电极型微机电系统(MEMS)电化学地震传感器结构。建立了平面电极型MEMS电化学地震传感器的计算模型,通过Comsol多场耦合数值模拟分析方法,对影响传感器的结构参数如:电极宽度、电极间距、流道高度等进行了计算和优化。采用MEMS表面工艺和准LIGA工艺,制备了平面电极型MEMS电化学地震传感器。最后,与采用传统方法精密加工的MET2003器件进行了频率响应和微震动的对比测试。实验结果表明:与MET2003器件相比,平面电极型MEMS电化学地震传感器的带宽从1Hz扩展到了30Hz,两种器件的采集结果具有很好的相关性和一致性,相关系数为0.887,在1Hz处的噪声低于120dB。     

MEMS微流量检测中寄生电容干扰的抑制方法

MEMS器件微流量流速检测中会受到寄生电容的严重干扰,针对两腔键合的压电驱动硅基微流量传感结构,通过对该结构中Si-Pt平行板电容分析及其对交变方波驱动的输出响应分析,确定了寄生电容产生于两腔键合处的上腔基质硅与检测热敏铂丝之间,提出了通过压电驱动电极的适当连接抑制寄生电容干扰的有效方法。     

基于自组装分子印迹膜的胆固醇电化学传感器

基于自组装技术在丝网印金电极表面制备分子印迹膜,研制胆固醇电化学仿生传感器.采用循环伏安分析法对电极修饰过程的电化学特性进行表征,采用计时电流法对胆固醇传感器的浓度响应特性进行检测.将传感器对0～700 nM不同浓度胆固醇进行检测,线性范围为100～700 nM,灵敏度为-2.4 nA/nM.