微型FAIMS生化传感器的设计与制作

• 作者: 唐飞 张亮 李华 林镇翔 王晓浩
• 来源期刊: 纳米技术与精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: FAIMS 生化传感器 高场非对称方波 SIMION 微机电系统(MEMS)
• 年，卷（期）: 2010,（6）
• 页码范围: 516-520
• 分类号: TP301.6
• 字数: 2368字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1672-6030.2010.06.007

摘要

根据高场非对称波形离子迁移谱(high-field asymmetric waveform ion mobility spectrometry, FAIMS)原理,设计了一种微型生化传感器.采用真空紫外灯离子源在大气压环境下对样品进行电离,紫外灯发射的光子能量为10.6 eV,波长116.5 nm.迁移区由上下两块紫铜金属平板电极构成,尺寸为10 mm×10 mm×1 mm.完成了高场非对称方波电源的设计,所输出的射频电压最大值为1 180 V,最小值为-480 V,频率189 kHz,占空比30%.以丙酮为实验样品,通过高场非对称波形离子迁移谱-质谱联用技术进行传感器的性能验证实验,实验结果表明所设计的基于FAIMS原理的生化传感器可以实现离子分离和过滤功能.基于SIMION软件对FAIMS生化传感器进行仿真分析,仿真与实验结果相符.最后利用硅片双面感应耦合等离子体(inductively coupled plasma, ICP)刻蚀和硅-玻璃键合工艺, 加工出基于微机电系统(micro electro mechanical system, MEMS)技术的微型FAIMS传感器芯片.采用频率2 MHz、最大电压364 V、占空比30%的高场非对称方波电压进行FAIMS芯片实验.载气流速80 L/h,补偿电压从-10 V～3 V以0.1 V的步长扫描,得到了丙酮的FAIMS谱图,验证了芯片的性能.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王晓浩	清华大学精密仪器与机械学系	69	765	13.0	25.0
5	唐飞	清华大学精密仪器与机械学系	41	247	9.0	12.0
9	李华	清华大学精密仪器与机械学系	37	255	9.0	15.0
13	林镇翔	清华大学精密仪器与机械学系	4	24	3.0	4.0
17	张亮		1	3	1.0	1.0