Моделирование колебаний нанопористых микрокантилеверов из анодного оксида алюминия для биохимических сенсоров

Abstract

Описаны результаты исследования колебаний микрокантилеверов (МК), выполненных из нанопористого анодного оксида алюминия и составляющих основу биохимических сенсоров. Конечно-элементное моделирование колебаний МК выявило источники появления в частотном спектре резонансов, не соответствующих колебаниям кантилевера и осложняющих разработку сенсоров. Впервые показано, что такими источниками являются резонансы колебаний основания МК на упругом слое компаунда, используемого для присоединения основания к подложке. Получены приблизительные соотношения между параметрами МК, основания и компаундного слоя, обеспечивающие присутствие в спектре только рабочих мод колебаний МК. Для обеспечения чистого спектра необходимо соблюдение одного из двух условий или их сочетания: достаточно жесткого крепления МК к подложке и достаточно малых размеров основания. Обеспечение чистого спектра достигается безотносительно к жесткости крепления МК, если длина основания не превышает: для 3-й, 4-й и 5-й гармоник рабочей моды МК соответственно 0.6, 0.43 и 0.33 длины МК.