一种基于微机电系统的具有三明治结构的开关型气动微阀

作     者：马少杰 李文博 祝雨晨 李之睿 赵斌 冯飞 MA Shao-Jie;LI Wen-Bo;ZHU Yu-Chen;LI Zhi-Rui;ZHAO Bin;FENG Fei

作者机构：中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点实验室 中国科学院大学材料科学与光电工程中心 

出 版 物：《分析化学》 (Chinese Journal of Analytical Chemistry)

年 卷 期：2025年第53卷第5期

页      面：758-764页

核心收录：

学科分类：080805[工学-电工理论与新技术] 0808[工学-电气工程] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0811[工学-控制科学与工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 

基　　金：国家重点研发计划项目(No.2021YFC2800301) 中国科学院战略性先导科技专项(C类)(No.XDC0250103) 上海东方英才计划资助 

主　　题：气相色谱 开关型气动微阀 流量控制 微机电系统 

摘      要：基于微机电系统（Micro-electro-mechanical system, MEMS）技术设计并制备了一种具有三明治（玻璃-硅-玻璃）结构的开关型气动微阀。此微阀的进出口沟道、控制气体微腔及入口分别由硅衬底和绝缘衬底上的硅（SOI）制成，使用Si–Si键合和阳极键合技术实现密封。微阀以SOI中一个10μm厚顶层单晶硅薄膜为形变薄膜，通过改变施加在单晶硅薄膜上的控制气体气压使薄膜形变，实现微阀的流量控制和开关功能。与聚合物薄膜相比，单晶硅薄膜耐高温，避免了制备过程中高温导致的薄膜形变。此微阀还具有死体积小、易与其它硅基气相色谱芯片集成的优点。测试结果表明，此微阀实现了流量控制及开关功能，且重复性好。