高頻小型石英晶體微天平的研究.pdf

1、石英晶體微天平(QCM)是一種新型的高靈敏度質量傳感器，具有結構簡單、制作方便、成本低和測量精度高達納克級等優(yōu)點，在生物、化學分析領域得到廣泛應用。本文提出一種基于流動注射技術的高頻小型便攜式QCM系統(tǒng)，由液體注射泵、進樣閥、流通池（含QCM芯片在內）和檢測振蕩電路組成。QCM的質量-頻率靈敏度與其基本頻率的平方成正比，增大基頻可以提高靈敏度;其基頻與厚度成反比，所以提高基頻必須減小石英晶片的厚度。而厚度的減小會降低晶片的機械強度，在夾

2、持及表面修飾處理中容易造成芯片破碎。為克服這一障礙，設計了一種“反臺階”式QCM結構:芯片的外圍保持晶片原來的厚度以維持必要的機械強度，中心區(qū)域減薄以實現(xiàn)高頻諧振。采用廉價的濕法石英腐蝕微加工工藝完成芯片的制作，并利用阻抗分析儀對制作的芯片進行性能測試。測試結果證明，對于40-50MHz的高頻芯片，空氣中的Q值高達兩萬以上，純水中約為一千。流動注射技術作為一種新興的分析技術，具有實時、快速和節(jié)省樣品量等優(yōu)點。提出并設計了基于彈簧針接觸電