中文摘要：

本项目提出了一种基于微电子机械技术的谐振式扭摆微机械生物传感器，采用扭转模态降低谐振器能量损耗，提高品质因数和检测灵敏度；利用扭摆阵列差动输出可抑制因温度等因素的影响，适合于液相下生化分析和检测；建立了谐振式电磁扭摆谐振器的灵敏度模型，经优化设计计算质量检测灵敏度为1Hz/pg。采用MEMS工艺研制出谐振式电磁扭摆微机械传感器芯片，开发出相应的厚10um的低应力SiN膜制备、夹心电极加工等关键工艺，具有芯片制备流程简单、成品率高等优点。研制出基于电磁激励和检测的传感器闭环谐振电路，采用非对称差动驱动抑制了传感器的同频干扰，检测信号信噪比由1.35提高到35；采用"零相移"电路实现了检测频率范围内相位变化小于3o，克服了液相阻尼引起传感器谐振频率相位漂移问题，提高了电路闭环稳定性；采用正反馈电路补偿了液相阻尼损耗，传感器在液相下品质因数由2.65提高至40。研究了溶液密度、粘度因素对传感器闭环频率稳定性的影响规律。以上研究为谐振式电磁扭摆微机械传感器应用于疾病检测等领域的痕量生化分析提供了理论基础和试验经验。发表论文13篇，被SCI/EI/ISTP收录9篇，专利授权1项，培养研究生3名。