QCM石英晶体微天平的基本原理解析
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测量原理: 通过测量芯片的频率变化测量镀上材料的质量。
石英晶体的频率飘移与附加上的质量的关系:附加上的质量增加,振荡频率降低。
晶体振荡频率受下列条件影响:
沉积在芯片上的质量
芯片的温度变化
材料的应力
材料的附着性
质量可通过频率精确测量
质量= 密度X 面积X 厚度
密度的准确性是影响厚度计算误差的原因之一
密度条件:
镀膜速度
材料结构
合金比例
成膜温度
应力影响
温度影响:
晶片的最佳工作温度:25-60度
最重要的是保证镀膜过程中的温度稳定
目前世界主流的QCM仪器厂家:Q-SENSE(Omega auto, E1, E4, 最贵,用户也最多), SRS (QCM200, 第二受欢迎,仪器价格低很多),SII(QCM934, 日本人的,国内用的少,品质不会差),另外国产的是CHI(价格便宜,用户反馈一般).
做QCM仪器的最关键部件QCM芯片,因为各个仪器配套芯片不能通用,目前主要还是由各仪器厂家配套,国外专业的芯片厂家很少,国内的大概10年前起步,因为市场小,参与的企业不多,代工起家的深圳仁路晶体算是开始较早较专业的厂家。
主要应用:
Applications
Immunosensors
Sorption sensors
Moisture analyzers
Particulate monitors
Contamination monitors
Electrovalency measurements
Hydrogen absorption on metal films
Bubble formation
Redox and conductive polymer research
Double-layer characterization
Corrosion studies
Surface oxidation
DNA and RNA hybridization studies
Antigen-antibody reactions
Protein adsorption
Detection of virus capsids, bacteria, mammalian cells Biofouling and antifouling
Biomembranes and biomaterials
Protein-protein interactions
Self-assembled monolayers (SAMs)
Molecularly imprinted polymers (MIPs)
Langmuir/Langmuir-Blodgett films
Laser ablation, desorption and breakdown studies MEMS nanomaterials
Intelligent biomaterials.