交流热电流对导电岛纳米电极介电组装的影响研究

导电岛电极系统为一种电极结构系统,其以悬浮的形态存在于平面电极的间隙当中,内部的纳米粒子会受到介电泳的作用实现对应器件的灵敏度。为了全面掌握导电岛纳米电极介电组装之后相关粒子链的形成规律,本次从导电岛纳米电极的介电组装的过程出发,具体探讨了交流热电流对导电岛纳米电极介电组装的影响,希望能为传感器件的制造提供参考。

交流电热流对导电岛纳米电极介电组装的影响

为了获得导电岛纳米间隙电极系统中纳米颗粒介电组装成的纳米粒子链的形貌规律,在所制备出的导电岛纳米间隙电极系统中进行了纳米颗粒介电组装实验。基于纳米颗粒介电操控理论,建立了导电岛纳米间隙电极组装体系的纳米颗粒介电组装模型,并通过数值仿真方法,对该介电组装模型中的电场分布和介电组装过程中纳米颗粒所受的介电泳力、交流电热流以及两者合作用的电动力学行为进行了分析,探究了交流电热流对导电岛纳米电极介电组装的影响。实验发现:在导电岛纳米间隙电极系统中纳米颗粒的介电泳组装具有两种模式——纳米间隙之间的体组装与电极和导电岛表面上的面组装,并且组装模式的强弱程度受频率的影响,进而造成组装形成的纳米粒子链的分布和形态的不同。仿真结果表明:当频率增大到350 kHz时,纳米缝两侧电热流向发生反向;在频率为150 kHz且缝宽为500 nm时,会在整条纳米缝任意位置(端点处外)出现电热流旋涡,并且电热流旋涡会随着驱动频率的增加而减弱;随纳米缝宽度减小,电热流对纳米粒子介电组装的影响减弱。