ساخت آشکارساز مواد بیولوژیکی با روش تشدیدگر صوتی حجمی با استفاده از فن آوری سیستم های میکروالکترومکانیکی

در این مقاله ساخت آشکارساز مواد بیولوژیکی بر پایه فن آوری سیستم های میکروالکترومکانیکی ( MEMS ) که با تکنیک تشدیدگر صوتی حجمی ( FBAR ) عمل می کند، ارائه شده است. حسگر ساخته شده از یک غشای نازک اکسیدسیلیکون تشکیل شده است که بر روی آن یک لایه نازک پیزوالکتریک بین دو الکترود طلایی ساندویچ شده است. برای جذب و شناسایی ماده بیولوژیکی مورد نظر، یک لایه آنتی بادی بر پشت حسگر تثبیت می شود که به ماده بیولوژیکی هدف حساس می باشد. عملیات شناسایی از طریق سنجش جرمی صورت می گیرد. هنگامی که ماده بیولوژیکی خاص بر روی حسگر قرار می گیرد، به لایه آنتی بادی متصل شده و سبب افزایش جرم حسگر و تغییر در فرکانس تشدید آن می شود. تعدادی از فرآیندهای استاندارد مدار مجتمع همچون تبخیر پرتوالکترونی طلا، اسپاترینگ مغناطیسی اکسیدروی، سونش مرطوب و فوتولیتوگرافی به کارگرفته شده اند تا فرآیندی ساده را برای ساخت این آشکارساز شکل دهند. برای ایجادغشای نازک در پشت حسگر از روش مرسوم میکروماشینکاری حجمی استفاده شده است. همچنین به منظور تست حسگر، ابزار آزمایشگاهی مخصوصی نیز طراحی و ساخته شده است. با تثبیت لایه آنتی TNT بر پشت حسگر، این حسگر به ماده بیولوژیکی TNT حساس می شود. نتایج تست نشان می دهد که میکروحسگرساخته شده دارای حساسیت بالا نسبت به TNT ، گزینش گری بالا و تکرارپذیری خوبی می باشد.

Keywords:

تشدیدگر صوتی حجمی , سیستم های میکروالکترومکانیکی , پیزوالکتریک , میکروماشینکاری حجمی