基于电解液-氧化物-半导体(EOS)结构单向导电特性的微/纳流控器件基础研究

批准号:
61274116
项目类别:
面上项目
资助金额:
82.0 万元
负责人:
吴文刚
依托单位:
学科分类:
F0407.微纳机电器件与控制系统
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
毛逸飞、杨增飞、佘頔頔、蔡贵兵、高剑光、马鹏程
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中文摘要
本项目创新性提出了基于电解液-氧化物-半导体(EOS)结构单向导电特性的微/纳流控器件设计思想与方法,旨在通过EOS结构的单向导电特性检测微/纳流体环境中的化学信号,或者控制微流体液滴的形貌和运动。本项目将深入研究EOS结构单向导电特性的机理,以及氧化物层材料、加工工艺、结构参数、表面纳米结构等对该特性的影响,建立物理模型;利用EOS结构单向导电特性对微/纳流体环境化学信号的响应,设计并加工实现新型生化分子/离子检测器件,探索单一样品或多种样品的在片、同时、实时检测;利用EOS结构单向导电特性对微流体环境电解现象的控制,设计并加工实现新型表面微液滴控制器件,探索对微结构表面亲疏水性的调谐,以及对微液滴形貌和运动的控制。该创新性微/纳流控器件设计思想与方法的提出和建立,突破了传统上仅把氧化物层作为电隔离层应用的限制,为新概念微/纳流控器件以及芯片微全分析系统的设计和制造开辟了一条新道路。
英文摘要
This project presents ideas and design methods for new type micro/nano-fluidic devices based on one-way conductive characteristic of electrolyte-oxide-semiconductor (EOS) structures, intending to detect biochemical signals in micro/nano-fluidic environments as well as to actuate micro-droplets by the one-way conductive characteristic of EOS structures. This project will delve in the mechanism of the one-way conductive characteristic of EOS structures, the influences of oxide materials, fabrication process, structural parameters and surface nano-structures on this characteristic, and relavent physical model building. By taking advantage of the significant response of the one-way conductive characteristic of EOS structures to the biochemical signals in micro/nano-fluidic environments, this project will design and fabricate new type biochemical molecular/ionic sensors, exploring on-chip real-time detection of single-sample or multi-samples. By making use of controlling microfluidic electrolysis by the one-way conductive characteristic of EOS structures, this project will also design and fabricate new type surface micro-droplet actuators, exploring the wetting switching on micro-machining surface, and motion control of micro-droplets. The ideas and design methods of these new type micro/nano-fluidic devices break through the restriction of using oxide layer as electrical isolation component, initiating a new research area for micro/nano-fluidic devices and Micro Total Analysis Systems technology.
本项目创新性地提出了基于电解液-氧化物-半导体(EOS)结构单向导电特性的微/纳流控器件设计思想与方法,旨在通过 EOS 结构的单向导电特性检测微/纳流体环境中的化学信号。.本项目深入研究了 EOS 结构的制备工艺,分析了结构单向导电特性的机理,以及不同加工工艺、氧化层结构参数、电解液离子种类与浓度等因素对该特性的影响,建立了物理模型,并通过实验进行了机理验证;基于 EOS 结构单向导电特性,利用EOS结构对微/纳流体环境化学信号的响应,设计并加工出了新型生化分子/离子传感器件,实现了基于 EOS 结构单向导电特性的pH值传感器,探索了单一样品或多种样品的在片、实时检测。根据对EOS器件的制备、测试和分析,提出了电解液-氧化物-金属层(EOM)器件的结构设计和工艺设计,并且在不同工艺条件下加工制作出了EOM器件。测试了EOM结构的导电特性,发现EOM结构在一定条件下同样显示出显著的单向导电性,且其单向导电特性也明显受到电解液离子浓度、氧化层厚度等因素影响,表明了EOM器件具有丰富的电学特性值得进一步深入研究分析。.该创新性微/纳流控器件设计思想与方法的提出和建立,突破了传统上仅把氧化物层作为电隔离层应用的限制,为新概念微/纳流控器件以及芯片微全分析系统的设计和制造开辟了一条新道路。
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
面向恶性肿瘤临床便捷检测的可视化微流体表面等离激元超材料生物传感芯片基础研究
- 批准号:61974004
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:吴文刚
- 依托单位:
基于Scallop效应所制备三维镂空纳米阵列结构的LSP-SPP耦合免疫传感原理及器件研究
- 批准号:61474006
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:85.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:吴文刚
- 依托单位:
结构一体化光开关、光可变衰减、光可调功率分配多功能MEMS器件理论与结构研究
- 批准号:60876084
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:30.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:吴文刚
- 依托单位:
基于聚焦离子束应力引入技术的三维纳米结构成型方法及理论研究
- 批准号:50775001
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:40.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:吴文刚
- 依托单位:
射频MEMS无源元器件铜互连及其建模技术研究
- 批准号:90307007
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:40.0万元
- 批准年份:2003
- 负责人:吴文刚
- 依托单位:
MEMS光开关光可变衰减器单片集成的理论与技术研究
- 批准号:60278028
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:31.0万元
- 批准年份:2002
- 负责人:吴文刚
- 依托单位:
国内基金
海外基金
