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影響叉指電極的參數(shù)分析有哪些？

 發(fā)布時(shí)間：2022-08-10 11:33:09  點(diǎn)擊率：【大中小】

叉指電極傳感器主要包括四個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)，分別為：叉指電極對的對數(shù)、叉指寬度、相鄰叉指之間的間隙距離以及叉指電極的厚度。這四個(gè)參數(shù)對基于叉指電極的生化傳感器關(guān)鍵性能指標(biāo)都有很大影響。通過分析叉指電極阻值的計(jì)算公式可發(fā)現(xiàn)，叉指的長寬比越大，叉指的密度越大，叉指電極的初始電阻越小，從而傳感器的靈敏度和響應(yīng)速度就會越高。當(dāng)叉指電極結(jié)構(gòu)尺寸減小到微米量級以下，叉指電極結(jié)構(gòu)間的微弱的電阻變化可以被靈敏地檢測到，叉指電極傳感器的靈敏度得以顯著提高。叉指電極結(jié)構(gòu)周圍的電場分布可以通過理論分析以及數(shù)值模擬計(jì)算得到，計(jì)算結(jié)果表明叉指電極傳感器的電場強(qiáng)度與電極厚度成近似反比關(guān)系，電極越厚，電場強(qiáng)度越小。因此，通過優(yōu)化叉指電極傳感器的相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)可以提高生物化學(xué)傳感器的性能，當(dāng)應(yīng)用于不同的傳感檢測領(lǐng)域時(shí)，可能需要使用不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的叉指電極結(jié)構(gòu)。

分析表明，叉指電極傳感器的電極對數(shù)對叉指電極傳感器的信噪比沒有影響。原因在于：叉指電極傳感器的信號的大小和噪聲的大小都和叉指電極結(jié)構(gòu)的表面積成正比例變化關(guān)系。當(dāng)叉指電極對數(shù)增加時(shí)，叉指電極結(jié)構(gòu)的表面積隨之增大，叉指電極傳感器的信號的大小和噪聲的大小同時(shí)等比例增大，使得叉指電極傳感器的信噪比基本保持不變。因此可以得出結(jié)論，電極的對數(shù)對叉指電極傳感器信噪比的大小基本沒有影響。叉指電極間距的減小可以使信噪比增大的同時(shí)提高信號幅。如應(yīng)用于化學(xué)傳感領(lǐng)域，叉指電極間距的減小還可以有效地提高化學(xué)反應(yīng)的速率、加快建立反應(yīng)進(jìn)行過程，從而能夠提高傳感器性能，并縮短叉指電極傳感器反應(yīng)的時(shí)間。叉指電極傳感器的電極寬度的減小在提高信噪比的同時(shí)會使檢測信號的幅值降低。

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