第28卷 第4期
2005 年 12 月
电 子 器 件
C h in ese Jou rn al of E lectro n D ev ices
V ol.28 N o.4
D ec. 2005
Novel Open
-
Structure D roplets Actuating Chip
WU J ian
-
gang
,
YUE Ru i
-
feng
,
ZENG Xue
-
feng
,
LIU Li
-
tian
(
Institute of M icroelectronics
,
Tsinghua Uni vers i t y
,
Beij ing
100084,
China
)
Abstract
: A n ov el op en -stru ctu re d iscrete d ro plets actu ation b ased on E lectro w ettin g -on -d ielectric is p re-
sen ted
,
consisting of heavy doped poly
-
s ilic o n u s e d a s t h e m ic r o e le ctrod e array
,
the com plex layer of the
SiO
2
film and the fluorocarbon polym er film as the hydrophobic dielectric layer, the suspended silicon-alu-
m inum line as the ground electrod e. B y co n tro llin g th e sequ en ce of vo ltag e p u lses ap plied to th e m icro elec-
trode array under the dielectric layer
,
droplets on the surface ofthe hydrophobic layer could be m anipulat-
ed . O w in g to th e su sp en ded -lin e stru ctu re, th e tran sp o rtatio n o f d rop let w as successfully achieved in air by
applying the voltage pulse of
40
V
.
Keywords
:m icro -total-an aly sis sy stem ; m icroflu id ics;electrow ettin g -on -d ielectric;o pen -stru ctu re
EEA CC
:
2570
K
新型开放式液滴驱动芯片
吴建刚,岳瑞峰,曾雪锋,刘理天
(清华大学微电子学研究所,北京 100084)
摘 要:研制出一种利用介质上电润湿(E lectrow etting-on-dielectric, E W O D )机理的新型开放式离散液滴驱动器,它采用重
掺杂多晶硅制备微电极阵列,氧化硅以及碳氟聚合物薄膜作为复合疏水介质层,悬挂的细硅铝丝作为参考零电极。通过控制
施加在微电极阵列上的脉冲电压时序,来精确操作和控制疏水介质层表面液滴的运动。该器件采用了悬挂线开放式结构,在
空气环境下,在 40
V
低驱动脉冲电压下成功实现了液滴的传输。
关键词:
微全分析系统;微流控;介质上电润湿;开放式结构
中图分类号:
TN
40 1
文献标识码:
A
文章编号:
1005-9490
(
2005
)
04-0699-04
20世纪90年代,
Manz
和
Widmer
提出以微机
电系统(
Micro
-
electro
-
m ech anical system s
,
MEMS
)为基础的微全分析系统(
Micro
-
total
-
analy-
sis sy stem
,
μTAS
),它的主要目的是对生物化学分
析设备进行微型化与集成化,并最大限度地将分析
实验室的功能转移到便携式分析设备甚至微小芯片
上来。通常,我们称这种多功能、高集成的微小芯片
为芯片实验室(
Lab
-
on
-
ch ip
,
LO C
),它的诞生和应
用对生物医疗、药物诊断诊断、食品卫生、环境监测
以及分子生物学等领域的发展都具有非常重要的意
收稿日期:2005-04-18
基金项目:基于介质上电润湿的液滴操纵与控制技术研究(10472055);清华大学基础研究资金:用于芯片实验室的液滴操作与
控制研究(
JC
2003060);
作者简介:吴建刚(1978-),男,在读博士研究生,从事微流控技术以及微流控光学的研究,w jg02@ m ails.tsinghua.edu.cn;
岳瑞峰(1965-),男,副教授,硕士生导师,目前从事智能传感器、微电子机械系统技术、微流控芯片和生物化学微系
统的研究;
曾雪锋(1980-),男,在读硕士研究生,目前从事微流控技术的研究;
刘理天(1947-),男,教授,博士生导师,目前从事集成传感技术与器件、微电子机械系统、硅生物芯片与技术、新型微
电子器件以及纳米技术与纳米器件的研究。
