国家自然科学基金(60777016)
- 作品数：23 被引量：103H指数：6
- 相关作者：李以贵杉山进杨春生刘景全张俊峰更多>>
- 相关机构：上海交通大学日本立命馆大学上海应用技术大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国际科技合作与交流专项项目上海市浦江人才计划项目更多>>
- 相关领域：电子电信机械工程自动化与计算机技术理学更多>>
- 基于微细加工技术的高精度荧光检测生物芯片被引量：2
- 2015年
- 荧光检测生物芯片在生命科学研究及诸多相关领域已经得到了广泛应用。利用荧光修饰核酸探针可以在液相态中检测到c-fos mRNA致癌基因信息或病毒性核糖核酸(RNA)。通过微细加工技术分别制造了变深度微沟道和变宽度微沟道,目的是找到微生物荧光检测芯片中的最佳检测宽度和深度,并对检测装置中光学滤波片进行了优化。芯片采用最优尺寸和装置采用优化过的荧光滤波片,不仅大幅缩短了检测时间,节省了荧光探针试剂,而且还提高了芯片荧光检测灵敏度。实验结果表明:当荧光检测系统的微沟道深度为500μm、宽度为200μm,并使用(480±15)nm的带通滤波片时,荧光修饰核酸探针的探测灵敏度从通常的20 fmol(即2×10-14 mol)减低到50 amol(即5×10-17 mol),提高了约400倍,大大提高了系统的检测精度。
- 李以贵黄远颜平杉山进
- 关键词：微细加工技术生物芯片
- 基于声表面波的微型液滴雾化器技术被引量：2
- 2009年
- 采用微细加工技术在127.8°YX型LiNbO3压电基底上制造出周期为400μm的铜叉指结构的微型雾化器。该雾化器利用声表面波(SAW)对液滴表面产生的表面张力波作用实现对液滴的雾化。对叉指结构(IDT)周期长度的确定和器件的制作工艺进行了详细说明。利用对液滴驱动速度的测定得出了该雾化器的实际中心频率,并指出实际中心频率与理论值存在差异的原因。得出雾化微粒直径与叉指结构周期之间的关系,并计算得出在施加驱动频率为10.1MHz、功率为24W的电信号时,其雾化颗粒直径为2.61μm,雾化速度达到了1μL/s。
- 张冠李以贵张俊峰杨春生刘景全
- 关键词：微细加工技术雾化器声表面波叉指换能器微粒
- 基于高深宽比Si干法刻蚀参数优化被引量：11
- 2009年
- 为满足体硅MEMS制造工艺进一步发展的需要,对电感耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺参数进行了深入分析,着重分析了平板功率对Si干法刻蚀的影响。通过对Si干法刻蚀的主要工艺参数进行正交试验,得出了一组较为理想的刻蚀工艺参数:刻蚀气体SF6和保护气体C4F8的流量均为13cm3·min-1,在一个周期内通入刻蚀气体SF6的时间为4s,通入钝化气体C4F8的时间为3s;线圈功率为400W,平板功率为110W。利用这组优化的工艺参数进行Si的干法刻蚀,所得到的微结构的深宽比将大于20∶1,同时侧壁垂直度能够很好地控制在90°±1°。
- 陈少军李以贵
- 关键词：微机电系统正交试验
- 基于块材压电陶瓷的悬臂梁式压电微驱动器被引量：3
- 2018年
- 为了获得高性能、较低成本的压电微驱动器,设计了悬臂梁式压电微驱动器。利用压电性能优良的块材压电陶瓷（PZT）材料和硅（Si）基板通过共晶键合工艺接合,结合硅片切割、PZT减薄和激光烧蚀及硅的湿法刻蚀工艺完成了微驱动器的制备。对设计的悬臂梁式压电微驱动器的前端位移输出和共振频率进行了理论分析和仿真。工艺上以0.9μm厚的金（Au）层为中间层键合块材PZT和预制好沟槽的硅基板,利用物理研磨减薄的方法将块材PZT的厚度降至30μm左右,Si基板背面用湿法刻蚀的方法形成凹槽,随后利用准分子激光器对PZT层进行烧蚀加工至预制沟槽。制备的悬臂梁式微压电驱动器的大小为1 450μm×300μm×69.8μm。搭建测试系统测量确定了10 Hz交变频率、0-20 V电压下的尖端输出位移-电压曲线,并在电压峰峰值为0.2 V的条件下测得压电微驱动器的共振频率为18.43 kHz。悬臂梁式压电微驱动器所用的PZT材料压电性能高、均匀性好,器件尺寸小、位移输出大、频率响应快。该方法可用于批量制造微驱动器,以进一步降低成本。
- 王欢李以贵蔡金东吴文渊吕瞳何易德
- 关键词：共晶键合悬臂梁
- 一种基于声表面波驱动液滴的二维数字微流体检测技术被引量：2
- 2010年
- 在128°YX型LiNbO3衬底上制造了铝叉指电极对,实现了利用声表面波(SAW)对液滴进行驱动.对驱动原理、衬底材料选择进行了详细阐述,说明了选择L iNbO3作为衬底的合理性.在详细分析驱动力和阻滞力的基础上,构造了液滴运动理论模型,同时对理论模型进行了实验验证.实验结果表明,实验中液滴在移动距离较小时与理论模型吻合.提出一种用显著减小阻滞力的选择性沉积疏水导轨和实现步进移动的调制电源来实现二维数字微流体检测技术.
- 高阳李以贵张俊峰刘景全杨春生
- 关键词：声表面波疏水性
- 利用声表面波实现液体的二维驱动(英文)被引量：3
- 2009年
- 报道了利用声表面波实现水滴二维驱动的实验。在127.8°Y切X向传播的铌酸锂衬底上制作了4个叉指换能器。每个叉指换能器由10对电极构成,其叉指周期为400μm,宽度为100μm,孔径为12mm,整个器件的尺寸为26mm×26mm×0.45mm。由于铌酸锂晶体的各向异性,叉指换能器沿Y、X方向的谐振频率不同,分别为9.3MHz和9.6MHz。基于铜材料相对于铝材料的优点,选用了铜材料并采用剥离工艺制作了电极,得到了优化的工艺参数。最后,用了超长时间超声波辅助方法彻底去除残胶,实现了对水滴的二维驱动,输入功率为9W,液滴运动的平均速率为5mm/s。利用ANSYS软件分析了声表面波在铌酸锂衬底内的传播,内部振动的模拟结果与理论分析一致。实验表明,利用声表面波实现液体的二维驱动是可行的,该液体驱动原型可用于片上系统和μ-TAS。
- 高阳李以贵张俊峰
- 关键词：声表面波
- 共晶键合与减薄技术的压电能量采集器（英文）被引量：1
- 2016年
- 采用微硅-锆钛酸铅(Si-PZT)悬臂梁结构并在悬臂梁末端附加镍质量块,构成可以工作于低频环境(小于1 000Hz)的微压电能量采集器,一种利用压电效应将环境振动能转换为电能的器件。利用金薄膜作为中间层的共晶键合技术和PZT研磨减薄技术制备了微压电悬臂梁结构,PZT减薄实验最好结果为减薄至8μm。镍质量块(2mm×2mm×0.6mm)采用微电铸工艺制备。通过对硅片与块材PZT的共晶键合工艺与PZT减薄技术的研究,制备出总厚度约为71μm的Si-PZT悬臂梁结构,其中硅梁厚约为47μm,PZT梁厚约为24μm。制备的微压电振动能量采集器样品的测试结果表明:在谐振频率为950 Hz,1.0g加速度激励条件下,其交流输出峰值电压可达958mV。
- 李以贵颜平黄远杉山进
- 关键词：微制造共晶键合锆钛酸铅
- 用同步辐射光刻直接在有机玻璃板上制备高深宽比亚微米光栅被引量：6
- 2010年
- 为了将平面金属膜紧密耦合到纳米光栅形成的表面等离子体共振传感器,以提高灵敏度,以及利用亚微米光栅调整共振反射波长,需要制备亚微米结构光栅。介绍了一种基于X光光刻的亚微米结构光栅的制造技术。该结构光栅是利用日本立命馆大学的同步辐射光源进行同步辐射光光刻,在有机玻璃(PMMA)板上直接得到亚微米光栅。用此纳米加工技术获得的光栅线宽为250 nm,周期为500 nm,深宽比为8的PMMA亚微米结构光栅。还优化了曝光近接间隔、曝光剂量和显影时间等同步辐射光刻参数。
- 李以贵杉山进
- 关键词：光栅高深宽比
- 隔膜式压电驱动器的制备及其在微泵中的应用被引量：4
- 2019年
- 利用块材钛酸锆铅(PZT)材料的逆压电效应设计并制备了可用于微泵驱动的压电驱动器,通过5种结构模型的仿真分析确定了压电驱动器的隔膜式结构,在获取较大中心位移的同时有效提高了结构强度,增加了驱动器的适用性。工艺上通过键合、减薄、激光烧蚀及硅的湿法刻蚀工艺完成了器件的制备,施加频率10 Hz和100 Hz的交变信号测出了中心膜片位移与对应电压的关系,施加峰峰值为1 V的信号测得共振频率为70 kHz。基于制备的压电驱动器设计并制备了机械式带止回阀的微泵,经测试泵入、泵出功能正常。当对微泵外加峰峰值为30 V、频率为500 Hz的驱动电压信号时,每分钟能驱动的液体流量为55μL。该驱动器的驱动效果好,可进一步结合不同的微阀设计制备性能更加优良的微泵。
- 张成功李以贵王欢
- 关键词：压电驱动器微泵微加工技术
- 利用体块PZT制备膜片式压电微泵被引量：6
- 2016年
- 利用锆钛酸铅(PZT)的逆压电效应,设计并制备了膜片式压电微泵。通过将电能转换为机械能,实现了液体的微流体控制。微泵由微驱动器与单向微阀两部分组成;微驱动器主要为液体流动提供驱动力,单向微阀则用于精确控制液体的流动方向。通过对PZT-Si膜片的位移量、位移形状的仿真分析,确定了微驱动器的设计尺寸,并估算其液体驱动性能。利用共晶键合工艺、研磨减薄工艺、硅深反应离子刻蚀工艺和准分子激光加工工艺等制备出了微驱动器和单向微阀。最后,设计了驱动测试实验,检测了微泵的液体驱动性能。测试结果表明:所制备的膜片式压电微泵驱动的谐振频率约为70kHz,能驱动微米量级的液体位移或运动。当微泵驱动电压为30Vp-p、频率为600Hz时,液体的驱动流速约为65μL/min。该微泵具有体积小,线性度好等特点。
- 李以贵黄远颜平王欢杉山进
- 关键词：逆压电效应微加工工艺
