Mô phỏng tính chất điện của linh kiện vi cân tinh thể thạch anh bằng kỹ thuật cộng hưởng đa hài dạng sóng trượt bề dày

Tóm tắt

Linh kiện vi cân tinh thể thạch anh (QCM) ứng dụng trong hóa học, lý sinh, vi sinh học và linh kiện điện tử đã được phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây. Trong bài báo này, mô tả các tính chất của cảm biến QCM (một hệ thống bao gồm linh kiện QCM và lớp màng mỏng đàn nhớt) hoạt động trong dãi tần số 5 MHz đến 35 MHz của cộng hưởng đa hài dạng sóng trượt bề dày (MTSM, n = 1, 3, 5, 7). Chúng tôi tính toán những thay đổi cả về tần số cộng hưởng và sự suy hao của linh kiện QCM. Bề dày lan truyền của sóng ngang từ thạch anh vào lớp màng mỏng có giá trị khác nhau với những hài khác nhau, từ đó suy ra các tính chất của màng mỏng hấp phụ trên bề mặt. Các hoạt động đa hài của linh kiện QCM được phân tích để thu thập các tính chất của màng mỏng hấp phụ trên điện cực của QCM. Điều này cho phép một "kỹ thuật lát mỏng ảo" bởi vì trên cùng một loại vật liệu thì độ sâu lan truyền của mỗi hài cũng khác nhau. Các phân tích lý thuyết của MTSM đã được phát triển để mô hình hóa và mô phỏng các dấu hiệu phản hồi của cảm biến tại tần số của các bậc hài. Dấu hiệu của quá trình lắng đọng trên bề mặt linh kiện QCM được xác định bằng cách nghiên cứu ảnh hưởng của độ dày và độ cứng của môi trường.