基于介电泳机理的金纳米颗粒传感器装配方法

《基于介电泳机理的金纳米颗粒传感器装配方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、基于介电泳机理的金纳米颗粒传感器装配方法王淑娥１，２，曲艳丽１，董再励１，杨洋１，周磊１（１．中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室，沈阳１１００１６；２．中国科学院研究生院，北京１０００４９）摘要：研究了一种基于介电泳机理的金纳米颗粒传感器装配方法。在分析介电泳工作原理的基础上，利用ＣｏｍｓｏｌＭｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ仿真软件，对平面微电极条件下所产生的空间电场进行了建模仿真，研究了金纳米粒子极化模型及相关介电泳频谱特性。设计加工了基于光刻标准工艺和引线键合技术的平面微电极阵列，构建了具有三维位移平台和视频监控装置的介电泳装配实验平台。以２５０ｎｍ金颗粒为实验对象，在

2、理论分析基础上，完成了在微电极阵列上的介电泳组装实验研究，并通过电特性测量验证了组装结果。实验结果表明：金纳米颗粒的介电泳组装效果与介质溶液的电导率、电场频率和幅度、金纳米粒子浓度、电极间隙及作用时间有关，在适宜的条件下，采用介电泳技术可实现对金纳米颗粒的有效操控和纳米器件装配，该方法为纳米传感器的制造提供了一种有效途径。关键词：介电泳（ＤＥＰ）；光刻技术；金纳米颗粒；纳米传感器；纳米器件的组装与装配中图分类号：ＴＢ３８３；ＴＰ２１２文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－４７７６（２０１１）１２－０８０９－０７ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｏｆＧｏｌｄＮａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅＳｅ

3、ｎｓｏｒｓＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＤＥＰＭｅｃｈａｎｉｓｍ１，２，ＱｕＹａｎｌｉ１，ＤｏｎｇＺａｉｌｉ１，ＹａｎｇＹａｎｇ１，ＺｈｏｕＬｅｉ１ＷａｎｇＳｈｕ′ｅ（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＲｏｂｏｔｉｃｓ，ＳｈｅｎｙａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１００１６，Ｃｈｉｎａ；２．ＧｒａｄｕａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｇｏｌｄｎａｎｏ

4、ｐａｒｔｉｃｌｅｓｅｎｓｏｒｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ（ＤＥＰ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＤＥＰｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｎｏｎ－ｕｎｉｆｏｒｍｓｐａｃｉａｌｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｐｌａｎａｒｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐａｉｒｓｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｕｓｉｎｇＣｏｍｓｏｌＭｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ．Ｔｈｅｐｏｌａｒｉｚｉｎｇｍｏｄｅｌａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｔｒｕｍｃｈａｒａｃ－ｔｅ

5、ｒｉｓｔｉｃｓｏｆｇｏｌｄｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓＤＥＰｗｅｒｅａｌｓｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ａｓｅｒｉｅｓｏｆｐｌａｎａｒｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐａｉｒｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇａｐｓｗｅｒｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｆａｂｒｉｃａｔｅｄｗｉｔｈｓｔａｎｄａｒｄｐｈｏｔｏ－ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄｗｉｒｅｂｏｎｄｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｅｔｕｐｆｏｒｇｏｌｄｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓａｓｓｅｍｂｌｙｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅ

6、ｎｓｉｏｎａｌｍｏｔｏｒ－ｄｒｉｖｅｎｐｌａｔｆｏｒｍｍｏｄｕｌｅａｎｄｖｉｓ－ｕａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｍｏｄｕｌｅ．Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ＤＥＰａｓｓｅｍｂｌｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆ２５０ｎｍｇｏｌｄｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｇａｐｏｆｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐａｉｒｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｇｏｌｄｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｂａｓｅｄｓｅｎｓｏｒｗａｓｍｅａｓｕｒｅｄａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆ收稿

7、日期：２０１１－１０－０８基金项目：机械人学国家重点实验室自主课题（２００９Ｚ０２）；中国科学院、国家外国专家局创新团队国际合作伙伴计划资助项目Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｈｕｅｗａｎｇ＠ｓｉａ．ｃｎ２０１１年１２月微纳电子技术第４８卷第１２期８０９王淑娥等：基于介电泳机理的金纳米颗粒传感器装配方法ｔｈｅＤＥＰａｓｓｅｍｂｌｙｗａｓｖａｌｉｄａｔｅｄ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆＤＥＰａｓ－ｓｅｍｂｌｙｆｏｒｇｏｌｄｎａｎ