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用于压电生物传感器的声波模式

来源 : www.biosensor1.org   发布时间 : 2014-11-11
  体波是在介质内部传播的声波,也是在压电生物传感器中应用得广泛的一种声波模式。它通常采用AT切割石英晶片作介质,声波沿厚度方向形成驻波,质点的振动方向与波的方向垂直,因此称为厚度切变振动。体波模式的灵敏度与晶体的厚度有关,厚度越小灵敏度越高,一般频率范围在5~20MHz。采用体波模式的压电传感器通常又被称为石英微量天平(QuartzCrystalMicrobalance,QCM)QCM传感器由于装置简单,制造工艺成熟,得到了广泛的应用,并且已经发展出成熟的商业化系统。
  表面波的能量集中在表面附近的一层中,远离表面时,波衰减得很快。表面波传感器一般采用延迟线振荡器的结构,也可以采用谐振器结构。由于表面波的能量集中在介质表面,因此与体波相比,表面波对发生在传感器表面的生化反应更为敏感,具有更高的灵敏度。表面波的质点振动具有垂直方向的分量,在液体中检测时声波的大部分能量会辐射到液体中,因此表面波传感器不适合在液体中进行检测。对表面波生物传感器的研究主要集中在几个方面:?SAW对气体的检测;?SAW对免疫反应的检测;新型SAW生物传感器的研究.
  Love波采用多层结构,在底层介质表面沉积了另一薄层介质。这层介质对声波的传播起着波导的作用,叉指电极激发的声波主要集中在波导层中。
  Love波相对于表面波的优点是它的质点振动只有水平剪切(SH)分量,可以用于液体中的检测。Love波的结构,包括各层的厚度、不同的覆盖层,都会对灵敏度产生影响。许多研究者对这方面作了研究,希望能得到佳的灵敏度。
  板波是在无限大板状介质中传播的弹性波。板波声场的形成是由于入射波在上下板面不断受到反射,叠加组合而成。由于板波的声场分布在整个平板内,因此敏感膜和电极可以分别位于平板的两面,从而消除反应对电极的腐蚀。板波传感器的这个特点使得它很适合检测液相中的反应,包括免疫反应。

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