基于压电声子晶体板波声场的微粒操控

作     者：王俊 蔡飞燕 张汝钧 李永川 周伟 李飞 邓科 郑海荣 Wang Jun;Cai Fei-Yan;Zhang Ru-Jun;Li Yong-Chuan;Zhou Wei;Li Fei;Deng Ke;Zheng Hai-Rong

作者机构：吉首大学物理系吉首416000 中国科学院深圳先进技术研究院劳特伯生物医学成像研究中心深圳518055 医学成像科学与技术系统中国科学院重点实验室深圳518055 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2024年第73卷第7期

页      面：218-223页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:11974372,12004409,11964011,12074402) 深圳市科技计划(批准号:RCJC20221008092808013,JCYJ20200109105823170,JCYJ20200109110006136)资助的课题 

主　　题：压电声子晶体 声辐射力 声镊 微粒操控 

摘      要：声镊可以非接触、无损伤地操控微粒,在细胞分离、组织工程、材料组装等领域具有广阔的应用前景.近期有研究利用声人工结构调控声场提升声镊性能,然而,与换能器分离的人工结构导致声镊装置复杂且操控现象不太稳定.本文基于压电声子晶体板调制声场实现对微粒的灵活操控,其主要机制是由压电陶瓷片构成的压电声子晶体板可激发A0模式Lamb波模式和共振周期声场模式,板上微粒在这两个模式中分别受到平行于板面的声停驻力和垂直于板面的声捕获力或声悬浮力,从而实现排列、捕获、悬浮等多种模式的灵活操控.由于压电声子晶体板整合了换能器与声人工结构,该器件为研究高精度、低能耗、紧凑型声镊技术提供了物理基础和实验验证.