基于VO2热致相变的量热式生物传感器设计

作     者：刘进 李毅 周建忠 田蓉 王晓华 LIU Jin;LI Yi;ZHOU Jianzhong;TIAN Rong;WANG Xiaohua

作者机构：上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海市现代光学系统重点实验室上海200093 上海电力大学电子与信息工程学院上海200090 

基　　金：国家高技术研究发展计划(863计划)(2006AA03Z348) 教育部科学技术研究重点项目(207033) 上海市科学技术委员会科技攻关计划(06DZ11415) 上海市教育委员会科研创新计划重点项目(10ZZ94) 上海市领军人才培养计划(2011-026) 

出 版 物：《电子元件与材料》 (Electronic Components And Materials)

年 卷 期：2019年第38卷第12期

页      码：62-68页

摘      要：本文基于VO2的热致相变特性,设计出由石墨烯、VO2、Si3N4等组成的微桥结构量热式生物传感器,优化了传感器的结构参数,研究了传感器的热学、力学和电学性能。通过理论计算和仿真分析得出量热式生物传感器的热导为5.4×10^-7 W/K,热时间常数为12 ms,最大位移形变和最大等效应力分别为2.3×10^-9μm和1.57×10^-5 MPa。运用Comsol软件对量热式生物传感器进行热电耦合分析,计算了在不同环境温度和电流密度下传感器对微弱热信号的温度电压响应特性,结果表明:在室温工作环境下,传感器的有效热响应时间为7 ms,电阻温度系数为-0.0276 K^-1,最小温度分辨率为0.061℃,该传感器具有良好的热学和力学性能,对微弱热信号具有较好的线性响应特性。

主 题 词：量热式 生物传感器 微桥 二氧化钒 温度电压响应 

学科分类：081702[081702] 080202[080202] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.14106/j.cnki.1001-2028.2019.12.011

馆 藏 号：203858754...