Page 135 - 《应用声学》2022年第6期

第 41 卷 第 6 期 尉浪浪 等： 声学微结构的微流控声场的改进与优化 981

[5] 米佳, 李辉. 声表面波器件小型化技术发展概述 [J]. 压电与声
4 结论 光, 2012, 34(1): 4–6.
Mi Jia, Li Hui. Overview of the development of SAW
本文针对当前微流控 SAW 领域存在的技术问 miniaturization technology[J]. Piezoelectrics and Acous-
题，建立 SAW 操控模型，利用声学微结构进行了 tooptics, 2012, 34(1): 4–6.
[6] Ung W L, Mutafopulos K, Spink P, et al. Enhanced sur-
SAW声场的调控仿真，在普通压电基板器件表面添
face acoustic wave cell sorting by 3D microfluidic-chip de-
加铜柱阵列并进行仿真实验。实验结果表明，与普 sign[J]. Lab on a Chip, 2017, 17(23): 4059–4069.
通表面波芯片相比，在基片表面加入铜柱阵列声学 [7] Länge K, Blaess G, Voigt A, et al. Integration of a surface
微结构，在 0 ∼ 30 MHz 范围内，输出的电势平均增 acoustic wave biosensor in a microfluidic polymer chip[J].
Biosensors & Bioelectronics, 2006, 22(2): 227–232.
强约 0.25 V，从而实现对声场的局域增强。随后在
[8] 刘国君, 何芳, 马祥, 等. 基于微流控芯片的 SAW 分选技术研
频率一定时，绘制了 0 ∼ 1000 ns 内输出端电势图 究现状 [J]. 微纳电子技术, 2018, 55(9): 642–651.
像，仿真结果表明实现了良好的聚焦效果。接着分 Liu Guojun, He Fang, Ma Xiang, et al. Research sta-
tus on the SAW sorting technology based on microfluidic
别探究了不同铜柱数量与阵列间距对声场的影响，
chips[J]. Micronanoelectronic Technology, 2018, 55(9):
结果表明，在0 ∼ 30 MHz 范围内，基片输出端的声 642–651.
场随着铜柱的个数而增强，呈非严格正线性相关：每 [9] Ge H, Yang M, Ma C, et al. Breaking the barriers: ad-
vances in acoustic functional materials[J]. National Sci-
增加两个铜柱，电势增加约 0.21 V；当铜柱间距从
ence Review, 2018, 5(2): 159–182.
145 µm减小至72.5 µm时，由于之间铜柱间调控互 [10] 赵程, 周佳成, 袁淑雅, 等. 薄膜型声表面波器件的研究进
相影响，输出端的电势减小约 0.5 V，声场变弱。本 展 [J]. 微电子学, 2021, 51(4): 570–576.
文的创新点在于将声学超材料的技术优势优化当 Zhao Cheng, Zhou Jiacheng, Yuan Shuya, et al. Research
progress of thin film SAW devices[J]. Microelectronics,
前 SAW 器件的技术瓶颈，同时拓展了微流控芯片
2021, 51(4): 570–576.
的应用，在微流控领域使用声学微结构，利用声学超 [11] 陈启明. 基于微流控技术的声表面波微粒操控研究 [D]. 株洲:
材料 “复杂多变” 的微结构形成适应于微流控的声 湖南工业大学, 2021.
[12] Destgeer G, Sung H J. Recent advances in microfluidic ac-
场，更好地操控微流和细胞，对微流控等相关领域的
tuation and micro-object manipuLation via surface acous-
应用都极具实际意义。 tic waves[J]. Lab on a Chip, 2015, 15(13): 2722–2738.
[13] 董惠娟, 王敬轩, 李天龙. 声表面驻波在微流控领域的应用 [J].
科技导报, 2020, 38(11): 131–140.
参 考 文 献 Dong Huijuan, Wang Jingxuan, Li Tianlong. Application
of standing acoustic surface wave in the field of microflu-
[1] 王巍, 周杨春, 王方, 等. 基于 COMSOL 的声表面波器件二 idics[J]. Science and Technology Review, 2020, 38(11):
维等效模型设计 [J]. 压电与声光, 2021, 43(5): 605–608. 131–140.
Wang Wei, Zhou Yangchun, Wang Fang, et al. Design of [14] Shi J, Ahmed D, Mao X, et al. Acoustic tweezers: pat-
two-dimensional equivalent of surface acoustic wave de- terning cells and microparticles using standing surface
vice based on COMSOL[J]. Piezoelectrics and Acoustoop- acoustic waves (SSAW)[J]. Lab on a Chip, 2009, 9(20):
tics, 2021, 43(5): 605–608. 2890–2895.
[2] 曾谦. 声表面波技术在微流控芯片中的集成及应用研究 [D]. [15] 陈津. 基于声表面驻波与无透镜成像的微流控生物微粒分选
武汉: 武汉大学, 2011. 检测系统研究 [D]. 杭州: 杭州电子科技大学, 2020.
[3] 杨旭豪, 刘国君, 赵天, 等. 声表面波技术在微流控研究领域 [16] 张永威, 郭涛, 谭秋林, 等. 基于 COMSOL 的声表面波器件
中的应用 [J]. 微纳电子技术, 2014, 51(7): 438–446. 三维结构仿真 [J]. 压电与声光, 2019, 41(4): 497–500.
Yang Xuhao, Liu Guojun, Zhao Tian, et al. Application Zhang Yongwei, Guo Tao, Tan Qiulin, et al. Three-
of surface acoustic wave technology in the microfluidic dimensional structure simulation of surface acoustic wave
research field[J]. Micronanoelectronic Technology, 2014, devices based on COMSOL[J]. Piezoelectrics and Acous-
51(7): 438–446. tooptics, 2019, 41(4): 497–500.
[4] 孙薇, 陆敏, 李立, 等. 微流控芯片技术应用进展 [J]. 中国国 [17] Peng D, Yu F. A novel FEA simulation model for RFID
境卫生检疫杂志, 2019, 42(3): 221–224. SAW tag[J]. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferro-
Sun Wei, Lu Min, Li Li, et al. Advances in microfluidic electrics, and Frequency Control, 2009, 56(8): 1753–1760.
chip technology applications[J]. China Journal of Health [18] 白如雪. 基于 comsol 的声表面波器件仿真 [J]. 科技创新导报,
and Quarantine, 2019, 42(3): 221–224. 2015, 12(23): 74–75.