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1、第28卷第4期电子器件Vol.28No.42005年12月ChineseJournalofElectronDevicesDec.2005NovelOpen-StructureDropletsActuatingChipWUJian-gang,YUERui-feng,ZENGXue-feng,LIULi-tian(InstituteofMicroelectronics,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Anovelopen-structurediscretedropletsactuationbas
2、edonElectrowetting-on-dielectricispre-sented,consistingofheavydopedpoly-siliconusedasthemicroelectrodearray,thecomplexlayeroftheSiO2filmandthefluorocarbonpolymerfilmasthehydrophobicdielectriclayer,thesuspendedsilicon-alu-minumlineasthegroundelectrode.Bycontrollingthesequenceofvol
3、tagepulsesappliedtothemicroelec-trodearrayunderthedielectriclayer,dropletsonthesurfaceofthehydrophobiclayercouldbemanipulat-ed.Owingtothesuspended-linestructure,thetransportationofdropletwassuccessfullyachievedinairbyapplyingthevoltagepulseof40V.Keywords:micro-total-analysissyste
4、m;microfluidics;electrowetting-on-dielectric;open-structureEEACC:2570K新型开放式液滴驱动芯片吴建刚,岳瑞峰,曾雪锋,刘理天(清华大学微电子学研究所,北京100084)摘要:研制出一种利用介质上电润湿(Electrowetting-on-dielectric,EWOD)机理的新型开放式离散液滴驱动器,它采用重掺杂多晶硅制备微电极阵列,氧化硅以及碳氟聚合物薄膜作为复合疏水介质层,悬挂的细硅铝丝作为参考零电极。通过控制施加在微电极阵列上的脉冲电压时序,来精确操作和控制疏水介质层表面液滴的运动
5、。该器件采用了悬挂线开放式结构,在空气环境下,在40V低驱动脉冲电压下成功实现了液滴的传输。关键词:微全分析系统;微流控;介质上电润湿;开放式结构中图分类号:TN401文献标识码:A文章编号:1005-9490(2005)04-0699-0420世纪90年代,Manz和Widmer提出以微机实验室的功能转移到便携式分析设备甚至微小芯片电系统(Micro-electro-mechanicalsystems,上来。通常,我们称这种多功能、高集成的微小芯片MEMS)为基础的微全分析系统(Micro-total-analy-为芯片实验室(Lab-on-chip,
6、LOC),它的诞生和应sissystem,μTAS),它的主要目的是对生物化学分用对生物医疗、药物诊断诊断、食品卫生、环境监测析设备进行微型化与集成化,并最大限度地将分析以及分子生物学等领域的发展都具有非常重要的意收稿日期:2005-04-18基金项目:基于介质上电润湿的液滴操纵与控制技术研究(10472055);清华大学基础研究资金:用于芯片实验室的液滴操作与控制研究(JC2003060);作者简介:吴建刚(1978-),男,在读博士研究生,从事微流控技术以及微流控光学的研究,wjg02@mails.tsinghua.edu.cn;岳瑞峰(1965-)
7、,男,副教授,硕士生导师,目前从事智能传感器、微电子机械系统技术、微流控芯片和生物化学微系统的研究;曾雪锋(1980-),男,在读硕士研究生,目前从事微流控技术的研究;刘理天(1947-),男,教授,博士生导师,目前从事集成传感技术与器件、微电子机械系统、硅生物芯片与技术、新型微电子器件以及纳米技术与纳米器件的研究。700电子器件第28卷义。在微全分析系统或芯片实验室中,对微、纳升液体的精确操作和控制技术是其核心和关键。早期研[1]究侧重对连续流的操作,主要有压电驱动、气动驱[2][3][4][5]动、电化学驱动、剪切力驱动以及电渗驱动[6]图1基于EW
8、OD的悬挂线开放式液滴驱动器的结构示意图等方法。然而,由于传统连续流系统存在局限
