基于双稳态势能调节的仿生纤毛微传感器及其制备方法

摘要

本发明提供了一种基于双稳态势能调节的仿生纤毛微传感器及其制备方法。传感器整体结构为纤毛‑上部结构层‑中间连接层‑下部支撑层构成的多层结构，其中上部结构层包括悬浮梳齿固定端、折叠梁、悬浮梳齿、检测梳齿和调制梳齿。本发明采用在绝缘衬底上的硅上制备纤毛柱和上部结构层，通过刻蚀中间连接层为折叠梁和悬浮梳齿提供运动间隙。传感器工作时，纤毛柱带动下面的悬浮梳齿沿流速/剪应力方向移动，导致悬浮梳齿和检测梳齿的间隙发生变化，根据电容的变化得到流速/剪应力的大小；流速/剪应力微弱时，通过在调制梳齿施加调制电压，系统势能处于双稳态，添加适量白噪声得到可测量位移，即可以检测到静梳齿与动梳齿之间的电容变化，最终实现更低阈值的检测。