中文摘要：

提出了一种基于模态简并-解并原理的新型生化检测器件，轴对称器件结构所特有的两个简并模态可分别用作驱动和检测，这通常用于速率陀螺，但当器件表面有物质吸附而发生质量改变时，模态解并后的频率分裂之差与吸附质量成正比；因环境变化对简并模态的影响相同，器件具有自参比性。在利用FEM和解析法对影响器件灵敏度的结构、尺寸、对称性等进行的分析基础上，进行了器件优化设计，检测灵敏度达到69Hz/pg。创新性地提出了中空结构器件设计，即驱动和检测电极均位于谐振空腔中，被测物质经通道加入并在检测电极上吸附和检测，而整个谐振结构却可在真空中封装而获得高Q值，这保证了包括液态物质检测在内的器件灵敏度。采用双牺牲层微纳制造工艺，成功制出了直径400um，特征尺寸300nm的中空结构器件；采用离子局部轰击法，在纳米厚度硅上成功制作了压阻。利用高精度测试电路和多普勒激光测振仪进行了器件谐振特性测试，检测到了6皮米（pm）的谐振位移，大气下简并模态频率373KHz，Q值282，优值(Qf0)达到1.05×108，该优值是噪声分辨率的重要判据。同时，我们开展了生物染料吸附的初步验证实验，显示出了积极的应用潜力。