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用于壓電生物傳感器的聲波模式

來源 : www.ztmjt.com   發布時間 : 2014-11-11
  體波是在介質内部傳播的聲波,也是在壓電生物傳感器中應用得最廣泛的一種聲波模式。它通常采用AT切割石英晶片作介質,聲波沿厚度方向形成駐波,質點的振動方向與波的方向垂直,因此稱為厚度切變振動。體波模式的靈敏度與晶體的厚度有關,厚度越小靈敏度越高,一般頻率範圍在5~20MHz。采用體波模式的壓電傳感器通常又被稱為石英微量天平(QuartzCrystalMicrobalance,QCM)QCM傳感器由于裝置簡單,制造工藝成熟,得到了廣泛的應用,并且已經發展出成熟的商業化系統。
  表面波的能量集中在表面附近的一層中,遠離表面時,波衰減得很快。表面波傳感器一般采用延遲線振蕩器的結構,也可以采用諧振器結構。由于表面波的能量集中在介質表面,因此與體波相比,表面波對發生在傳感器表面的生化反應更為敏感,具有更高的靈敏度。表面波的質點振動具有垂直方向的分量,在液體中檢測時聲波的大部分能量會輻射到液體中,因此表面波傳感器不适合在液體中進行檢測。對表面波生物傳感器的研究主要集中在幾個方面:?SAW對氣體的檢測;?SAW對免疫反應的檢測;新型SAW生物傳感器的研究.
  Love波采用多層結構,在底層介質表面沉積了另一薄層介質。這層介質對聲波的傳播起着波導的作用,叉指電極激發的聲波主要集中在波導層中。
  Love波相對于表面波的優點是它的質點振動隻有水平剪切(SH)分量,可以用于液體中的檢測。Love波的結構,包括各層的厚度、不同的覆蓋層,都會對靈敏度産生影響。許多研究者對這方面作了研究,希望能得到最佳的靈敏度。
  闆波是在無限大闆狀介質中傳播的彈性波。闆波聲場的形成是由于入射波在上下闆面不斷受到反射,疊加組合而成。由于闆波的聲場分布在整個平闆内,因此敏感膜和電極可以分别位于平闆的兩面,從而消除化學反應對電極的腐蝕。闆波傳感器的這個特點使得它很适合檢測液相中的反應,包括免疫反應。

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