一种微型faims传感器芯片的研制

基于微机电系统(mems)技术,研制了一种微型高场非对称波形离子迁移谱(faims)传感器芯片.芯片尺寸为18.8mm×12.4mm×1.2mm,由离子化区、迁移区、离子检测区组成.采用真空紫外灯离子源在大气压环境下对样品进行离子化,经过离子化区中聚焦电极的电场作用,实现离子在进入迁移区之前的聚焦,提高离子信号的强度.通过在上下玻璃上溅射au/cr(300nm/30nm)金属,并与厚度为200μm、采用感应耦合等离子体(icp)工艺刻蚀的硅片键合,形成迁移区的矩形通道,尺寸为10mm×5mm×0.2mm.离子检测区为三排直径200μm、间距100μm交错排列的圆柱阵列式微法拉第筒,能同时检测正负离子.采用频率为2mhz,最大电压为364v,占空比为30%的高场非对称方波电压进行faims芯片实验.以丙酮和甲苯为实验样品,载气流速80l·h-1,补偿电压从-10v到3v以0.1v的步长进行扫描,得到了丙酮和甲苯的faims谱图,验证了faims芯片的性能.丙酮和甲苯的faims-ms实验进一步表明faims系统实现了离子分离和过滤功能.