| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 1 绪论 | 第17-37页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第17-19页 |
| 1.2 声表面波传感器概述 | 第19-22页 |
| 1.2.1 声表面波传感器结构 | 第19-20页 |
| 1.2.2 声表面波生物传感器敏感机理 | 第20页 |
| 1.2.3 压电材料 | 第20-21页 |
| 1.2.4 叉指换能器 | 第21-22页 |
| 1.3 声表面波生物传感器发展和现状 | 第22-34页 |
| 1.3.1 发展历史 | 第22-23页 |
| 1.3.2 研究现状 | 第23-34页 |
| 1.3.2.1 温度性能 | 第23-27页 |
| 1.3.2.2 灵敏度和插入损耗 | 第27-29页 |
| 1.3.2.3 生物检测应用 | 第29-34页 |
| 1.3.3 存在的问题和研究目标 | 第34页 |
| 1.4 论文内容安排 | 第34-37页 |
| 2 声表面波传感器理论模型与分析 | 第37-51页 |
| 2.1 引言 | 第37页 |
| 2.2 压电器件模型分析 | 第37-39页 |
| 2.2.1 压电晶体波动方程 | 第37-38页 |
| 2.2.2 Love波简化理论模型 | 第38-39页 |
| 2.3 Love波传感器波速分析 | 第39-43页 |
| 2.3.1 质点运动分析 | 第39-41页 |
| 2.3.2 不同材料与波导层厚度对波速的影响 | 第41-43页 |
| 2.4 Love波传感器灵敏度分析 | 第43-49页 |
| 2.4.1 灵敏度模型 | 第43-45页 |
| 2.4.2 器件中的能量分布 | 第45-47页 |
| 2.4.3 质量灵敏度的计算 | 第47-49页 |
| 2.5 本章小结 | 第49-51页 |
| 3 微型腔结构对声表面波传感器性能的提升 | 第51-73页 |
| 3.1 引言 | 第51页 |
| 3.2 器件设计与模拟 | 第51-55页 |
| 3.2.1 有限元分析法 | 第51页 |
| 3.2.2 模型结构 | 第51-52页 |
| 3.2.3 材料选择 | 第52-54页 |
| 3.2.4 网格化、载荷设置和求解 | 第54-55页 |
| 3.3 仿真结果 | 第55-60页 |
| 3.3.1 掠表面体声波器件 | 第55-57页 |
| 3.3.2 带有波导层的声表面波器件(Love波器件) | 第57-58页 |
| 3.3.3 SiO_2微型填充腔结构的波导器件 | 第58-59页 |
| 3.3.4 Ta微型填充腔结构的波导器件 | 第59-60页 |
| 3.4 对比与分析 | 第60-64页 |
| 3.4.1 频率特性 | 第60页 |
| 3.4.2 谐波响应分析 | 第60-62页 |
| 3.4.3 声波传播状态分析 | 第62-63页 |
| 3.4.4 微型腔深度对器件性能的影响 | 第63页 |
| 3.4.5 质量负载灵敏度分析 | 第63-64页 |
| 3.5 Ta微型填充腔结构的波导器件加工 | 第64-71页 |
| 3.5.1 材料与尺寸 | 第65页 |
| 3.5.2 叉指换能器加工 | 第65-67页 |
| 3.5.3 微型腔刻蚀 | 第67-68页 |
| 3.5.4 金属钽填充 | 第68-70页 |
| 3.5.5 SiO_2波导层沉积 | 第70-71页 |
| 3.6 Ta微型填充腔结构的波导器件测试 | 第71-72页 |
| 3.6.1 频率特性对比 | 第71页 |
| 3.6.2 质量负载灵敏度对比 | 第71-72页 |
| 3.7 本章小结 | 第72-73页 |
| 4 癌胚抗原生物检测策略的构建 | 第73-83页 |
| 4.1 引言 | 第73-74页 |
| 4.2 纳米金探针 | 第74-78页 |
| 4.2.1 纳米金 | 第74页 |
| 4.2.2 纳米金合成技术 | 第74-75页 |
| 4.2.3 纳米金性质测试 | 第75-77页 |
| 4.2.4 纳米金与抗体组装 | 第77-78页 |
| 4.3 声表面波生物传感器表面修饰与组装 | 第78-81页 |
| 4.3.1 表面基团修饰 | 第78-80页 |
| 4.3.2 表面抗体组装 | 第80-81页 |
| 4.4 本章小结 | 第81-83页 |
| 5 提高声表面波传感器特异性的方法 | 第83-103页 |
| 5.1 引言 | 第83-84页 |
| 5.2 声表面波去除非特异性结合原理 | 第84-88页 |
| 5.2.1 瑞利波 | 第84-85页 |
| 5.2.2 声表面波力 | 第85页 |
| 5.2.3 非特异性结合 | 第85-86页 |
| 5.2.4 去除机理 | 第86-87页 |
| 5.2.5 力学分析 | 第87-88页 |
| 5.3 声表面波热效应分析 | 第88-91页 |
| 5.3.1 瑞利波热效应 | 第88-89页 |
| 5.3.2 瑞利波SAW器件设计与加工 | 第89页 |
| 5.3.3 瑞利波SAW器件热效应实验 | 第89-91页 |
| 5.4 去除非特异性结合的正交型声表面波传感器 | 第91-95页 |
| 5.4.1 正交型声表面波传感器设计 | 第91-92页 |
| 5.4.2 加工和测试 | 第92页 |
| 5.4.3 微通道加工 | 第92-94页 |
| 5.4.4 微流控检测系统 | 第94-95页 |
| 5.5 针对CEA抗原检测的声表面波去除非特异性结合实验 | 第95-102页 |
| 5.5.1 荧光检测 | 第95-98页 |
| 5.5.1.1 材料 | 第95页 |
| 5.5.1.2 设备 | 第95页 |
| 5.5.1.3 检测策略 | 第95-96页 |
| 5.5.1.4 检测结果与讨论 | 第96-98页 |
| 5.5.2 正交型声表面波传感器非特异性结合去除测试 | 第98-102页 |
| 5.5.2.1 测试系统 | 第98-99页 |
| 5.5.2.2 RF信号对器件的影响 | 第99-100页 |
| 5.5.2.3 生物传感检测实验 | 第100-102页 |
| 5.6 本章小结 | 第102-103页 |
| 6 声表面波生物传感器测试结果与讨论 | 第103-111页 |
| 6.1 直接法检测CEA实验 | 第103-105页 |
| 6.1.1 直接法检测步骤 | 第103页 |
| 6.1.2 直接法CEA检测结果和分析 | 第103-105页 |
| 6.2 纳米金放大法CEA检测实验 | 第105-109页 |
| 6.2.1 纳米金放大法CEA检测步骤 | 第105-106页 |
| 6.2.2 纳米金放大法CEA检测结果和分析 | 第106-109页 |
| 6.3 本章小结 | 第109-111页 |
| 7 总结与展望 | 第111-115页 |
| 7.1 全文总结 | 第111-112页 |
| 7.2 论文创新点 | 第112页 |
| 7.3 未来工作展望 | 第112-115页 |
| 致谢 | 第115-117页 |
| 参考文献 | 第117-129页 |
| 附录 | 第129-130页 |
