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硅/硅低温直接键合的工艺调控及应用

传感技术学报 2024年第10期37卷 1674-1680页

作者：李东玲兰芬芬崔笑寒重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400030 重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400030

为了满足微机电系统(MEMS)对高强度、低成本、灵活性好、通用性强硅/硅低温直接键合技术的迫切需求,开展基于氧等离子活化的硅/硅低温直接键合工艺调控方法及应用研究。通过正交实验分析了活化功率、活化时间、氧气流量对键合率和键合... 详细信息

为了满足微机电系统(MEMS)对高强度、低成本、灵活性好、通用性强硅/硅低温直接键合技术的迫切需求,开展基于氧等离子活化的硅/硅低温直接键合工艺调控方法及应用研究。通过正交实验分析了活化功率、活化时间、氧气流量对键合率和键合强度的影响,优化了氧等离子活化工艺,350℃氮气保护下退火2 h后,键合率为98.52%,平均抗剪切强度为20.2 MPa,键合界面连续无空洞,且形成了3.58 nm的非晶氧化层,表明实现了分子间的键合。最后,采用三层低温硅/硅键合工艺实现了微型振动能量收集器的限幅封装,成功将能量收集器的频带拓展到215 Hz~229 Hz。结果表明,该硅/硅键合工艺满足MEMS器件的加工及使用要求,其工艺调控方法具有较好的通用性。

关键词：氧等离子体直接键合正交实验界面特性频带拓展

基于电学拓扑结构拓展FBAR滤波器带宽研究

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压电与声光 2022年第5期44卷 691-695页

作者：常亚慧汪为民重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400044

该文研究了一种薄膜体声波谐振器(FBAR)采用并联电感和外匹配电路的拓扑结构实现宽带滤波的方法。使用Comsol软件对FBAR进行三维结构仿真,并提取最优电极形状(变迹五边形)对应曲线到ADS中联合外匹配电路进行频带拓展,外匹配电路中的电感... 详细信息

该文研究了一种薄膜体声波谐振器(FBAR)采用并联电感和外匹配电路的拓扑结构实现宽带滤波的方法。使用Comsol软件对FBAR进行三维结构仿真,并提取最优电极形状(变迹五边形)对应曲线到ADS中联合外匹配电路进行频带拓展,外匹配电路中的电感L_(s)取值直接影响滤波器带宽。经调节,最终在谐振器串联谐振频率f_(s)=1.97 GHz,并联谐振频率f_(p)=2.03 GHz的情况下实现了21.15%的相对带宽,此时对应的3 dB带宽为419 MHz,1 GHz处的带外抑制为11.616 dB。

关键词：薄膜体声波谐振器(FBAR) 有限元仿真 MBVD模型宽带拓扑结构

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基于单像元多点采样的CCD信号采集电路

压电与声光 2017年第6期39卷 907-911页

作者：王亚运陈李赵斌郑亮温中泉徐溢重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400044 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044

为抑制电荷耦合器件(CCD)读出信号噪声并确保信号完整性,提高微弱拉曼光谱信号的信噪比和光谱准确性,采用了一种单像元多点采样的CCD信号采集新方法。分析了背照式CCD面阵传感器在线性合并(line bining)操作下的时序特点,设计了完整帧... 详细信息

为抑制电荷耦合器件(CCD)读出信号噪声并确保信号完整性,提高微弱拉曼光谱信号的信噪比和光谱准确性,采用了一种单像元多点采样的CCD信号采集新方法。分析了背照式CCD面阵传感器在线性合并(line bining)操作下的时序特点,设计了完整帧信号捕捉算法和单像元多点采样的信号采集电路,完成了采集电路的控制逻辑设计。测试实验结果表明,采用该采集方法设置任意的积分时间,均可捕捉到一帧完整的光谱信号;与常规相关双采样方法相比,其信号均方差可降低51%~63%,极大地抑制了CCD探测器噪声。应用该电路成功采集了人体血液的拉曼光谱信号。

关键词：拉曼电荷耦合器件采集噪声单像元多点采样逻辑

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一种具有应力隔离结构的扭摆式电容加速度计

压电与声光 2016年第6期38卷 847-850页

作者：李源陈李田颖赵斌王亚运重庆大学新型微纳器件与系统技术重点学科实验室重庆400044 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044

基于硅-玻璃键合工艺的扭摆式加速度计,其信号输出对扭转梁上的应力极敏感,而微加工过程中由于硅、玻璃两种材料热膨胀系数不匹配,会在扭转梁上引入较大的热应力,进而引起加速度计温度漂移。为此,提出一种具有应力隔离结构的扭摆式电容... 详细信息

基于硅-玻璃键合工艺的扭摆式加速度计,其信号输出对扭转梁上的应力极敏感,而微加工过程中由于硅、玻璃两种材料热膨胀系数不匹配,会在扭转梁上引入较大的热应力,进而引起加速度计温度漂移。为此,提出一种具有应力隔离结构的扭摆式电容加速度计。通过缓冲折叠梁和内支撑框架的优化组合,使热应力难以传递到扭转梁上,从而有效降低加速度计的温度漂移。使用ANSYS软件对加速度计进行了模态和热应力分析,结果表明:工作模态的固有频率为1 352 Hz,远小于其他干扰模态的频率;加速度计的灵敏度为0.386pF/g(g=9.8m/s2);相同条件下,不带隔离结构的扭摆加速度计的热应力主要集中在扭转梁的末端,其最大应力约100 MPa;具有应力隔离结构的加速度计,其热应力主要集中在缓冲折叠梁上,而扭转梁上的应力约为1.7 MPa,仅为前者的1.7%。采用硅-玻璃键合和电感耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺,完成了加速度计芯片的制作。

关键词：微机电系统加速度计温漂隔离应力 ICP刻蚀

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基于水凝胶的细菌传感检测

化学进展 2020年第12期32卷 1908-1916页

作者：苏喜葛闯陈李徐溢重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室&教育部光电技术及系统开放实验室重庆400044 重庆大学化学化工学院重庆400044 重庆大学光电工程学院重庆400044 重庆大学微纳系统及新材料技术国际研发中心重庆400044 重庆大学重庆大学附属肿瘤医院重庆400044

水凝胶具有含水量高、柔韧性好、黏弹性高、生物相容性高以及独特的刺激响应特性,这使得水凝胶材料在细菌传感检测方面备受关注。基于水凝胶的细菌传感器及传感芯片的研究,对细菌的基础科学研究具有重要意义,更对细菌的快速高效检测、... 详细信息

水凝胶具有含水量高、柔韧性好、黏弹性高、生物相容性高以及独特的刺激响应特性,这使得水凝胶材料在细菌传感检测方面备受关注。基于水凝胶的细菌传感器及传感芯片的研究,对细菌的基础科学研究具有重要意义,更对细菌的快速高效检测、特定环境中的细菌污染防控和疾病传播控制等具有重要应用价值。本文针对近年来水凝胶在细菌传感检测方面的研究工作进行综述。简要介绍了水凝胶的种类,水凝胶与细菌之间相互作用的影响因素。重点综述了基于温敏型水凝胶、p H敏感型水凝胶、酶敏感型水凝胶以及特异性标识物功能化修饰的水凝胶构建的传感器和传感检测方法,并综述了基于水凝胶的新型柔性传感器和微流控传感芯片的研究进展。基于水凝胶的细菌传感器在检测效率、信号采集和稳定性等方面仍需进一步提升和拓展。随着新型水凝胶材料的出现,智能细菌传感器、柔性细菌传感器和集成微流控细菌传感芯片是目前发展的方向,在细菌检测方面显示出良好的发掘潜力和应用前景。

关键词：水凝胶智能水凝胶细菌传感检测柔性传感器

阵列式对电极介电电泳芯片及其用于细胞分离富集研究

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高等学校化学学报 2009年第5期30卷 876-881页

作者：徐溢曹强曾雪吴永杰张文品新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室微纳系统及新材料技术国际研发中心重庆大学化学化工学院重庆400030

基于介电电泳原理,设计并制作了一种新型的能够用于细胞分离和富集的微流控介电电泳芯片.该芯片由沉积有金电极的石英基片和带有微管道的聚二甲基硅氧烷(PDMS)盖片组成.通过在管道底部布置间距不同的对电极阵列,增大了正介电电泳力在管... 详细信息

基于介电电泳原理,设计并制作了一种新型的能够用于细胞分离和富集的微流控介电电泳芯片.该芯片由沉积有金电极的石英基片和带有微管道的聚二甲基硅氧烷(PDMS)盖片组成.通过在管道底部布置间距不同的对电极阵列,增大了正介电电泳力在管道中的有效作用范围,能够在降低施加电压的同时,实现对流动体系中细胞样品的捕获.在3 V和3 MHz条件下,该DEP芯片对人血红细胞的捕获效率达到83%;进一步通过将肝癌细胞捕获在芯片电极上可实现对红细胞和肝癌细胞混合样品的分离,在5 V和400 kHz条件下对肝癌细胞的捕获效率达到86%.

关键词：阵列式对电极介电电泳芯片细胞分离与富集

冷冻聚合法制备多孔P(NIPAm-Co-AAm)水凝胶及其性能研究

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功能材料 2011年第2期42卷 343-346,350页

作者：杨桔霍丹群侯长军杨眉张国平张玉婵董家乐重庆大学生物工程学院生物流变科学与技术教育部重点实验室重庆400044 重庆大学新型微纳设备与系统技术国防学科重点实验室/光电技术与系统教育部重点实验室微系统中心重庆400044

采用冷冻聚合法制备了多孔结构的P(NI-PAm-co-AAm)智能水凝胶,利用扫描电子显微镜和比表面积分析仪对水凝胶的多孔结构和表面形貌进行了测试,并测定了水凝胶的平衡溶胀比、溶胀和退溶胀动力学,研究了不同预冷冻聚合时间对水凝胶温度响... 详细信息

采用冷冻聚合法制备了多孔结构的P(NI-PAm-co-AAm)智能水凝胶,利用扫描电子显微镜和比表面积分析仪对水凝胶的多孔结构和表面形貌进行了测试,并测定了水凝胶的平衡溶胀比、溶胀和退溶胀动力学,研究了不同预冷冻聚合时间对水凝胶温度响应速率的影响,并且与传统方法制备的P(NIPAm-co-AAm)水凝胶进行了响应速率对比试验。实验结果表明,冷冻聚合法制备的多孔P(NIPAm-co-AAm)水凝胶其温度响应速率得到显著的提高,与传统方法合成的水凝胶相比,冷冻聚合法合成的水凝胶具有更为贯通的开孔结构,这些相互贯通的开孔结构为水分子进出水凝胶提供了通道,从而可提高凝胶的温度响应速率;预冷冻聚合时间对多孔P(NIPAm-co-AAm)水凝胶的温度敏感性能影响很大,P(NIPAm-co-AAm)水凝胶的平衡溶胀率(SR)随着时间的延长而减小,其最低临界相转变温度(LCST)受预冷冻聚合时间的影响不大,几乎都在35℃左右;温度响应速率随着预冷冻聚合时间的增大而减慢。

关键词：冷冻聚合法多孔温敏水凝胶 N-异丙基丙烯酰胺

微流控芯片上大肠杆菌的电化学阻抗检测方法研究

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分析化学 2011年第9期39卷 1307-1312页

作者：彭金兰徐溢吴永杰传娜甘俊田鹏重庆大学化学化工学院新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室微纳系统及新材料技术国际研发中心重庆大学

基于细菌悬浮液的阻抗特性和微流控芯片电化学阻抗检测技术,采用所构建的微流控芯片电化学阻抗分析系统,以大肠杆菌为样本,优化了扰动振幅、缓冲溶液电导率、扫描频率和新制大肠杆菌标本静置时间等参数,对大肠杆菌标本、大肠杆菌标准合... 详细信息

基于细菌悬浮液的阻抗特性和微流控芯片电化学阻抗检测技术,采用所构建的微流控芯片电化学阻抗分析系统,以大肠杆菌为样本,优化了扰动振幅、缓冲溶液电导率、扫描频率和新制大肠杆菌标本静置时间等参数,对大肠杆菌标本、大肠杆菌标准合成样本进行电化学阻抗检测,建立了一种大肠杆菌快速定量检测方法。在扰动振幅500 mV、缓冲溶液电导率为2.40μS/cm、扫描频率范围为100 Hz-1 MHz的条件下,大肠杆菌的测试范围为7.43×105～1.49×108 CFU/mL,检出限为7.43×104 CFU/mL。显微测试表明,在该检出限下,微流控芯片电化学阻抗分析系统对微管道检测区域内10个以上大肠杆菌就有明显响应。将所建立的方法应用于某污水中细菌检测,结果与国标法基本一致。

关键词：大肠杆菌微流控芯片微流控电化学阻抗分析系统定量检测

来源：博看期刊

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基于G-四联体的纳米探针比色检测铅离子

高等学校化学学报 2010年第11期31卷 2181-2183页

作者：莫志宏高应梅温志渝范艳萍重庆大学化学化工学院微系统研究中心新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400044

基于纳米探针和G-四联体建立了简便快速检测铅离子的方法.纳米探针采用金纳米粒子自组装修饰富G寡核苷酸制得,在铅离子存在下,纳米探针上的富G寡核苷酸形成G-四联体,导致纳米探针凝聚变色.在优化条件下,比色检测铅离子的线性范围为48～4... 详细信息

基于纳米探针和G-四联体建立了简便快速检测铅离子的方法.纳米探针采用金纳米粒子自组装修饰富G寡核苷酸制得,在铅离子存在下,纳米探针上的富G寡核苷酸形成G-四联体,导致纳米探针凝聚变色.在优化条件下,比色检测铅离子的线性范围为48～480 nmol/L,检出限为20 nmol/L;大多数金属离子无明显干扰,而有明显干扰的汞离子可采用与之特异结合的寡核苷酸有效消除.将该法成功用于环境水样中铅离子的检测,重现性(RSD<3.0%)与回收率(98.4%～101.5%)良好.

关键词：纳米探针 G-四联体比色检测铅离子