KOAN 石英晶體的壓電效應(yīng)

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石英晶體內(nèi)部每個(gè)晶格在不受外力作用時(shí)呈正六邊形，若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力，會(huì)使晶格的電荷中心發(fā)生偏移而極化，則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場(chǎng)；反之，若在石英晶體的兩個(gè)電極上加一電場(chǎng)，晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械形變，這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。如果在晶片的兩極上加交變電壓，晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，同時(shí)晶片的機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。在一般情況下，晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場(chǎng)的振幅非常微小，但當(dāng)外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí)，振幅明顯加大，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振。 它其實(shí)與 LC 振蕩電路的諧振現(xiàn)象十分相似。

KOAN 鍍金晶體微天平 QCM 基本的原理

它是利用了石英晶體的壓電效應(yīng)：在一般情況下，晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場(chǎng)的振幅非常微小，但當(dāng)外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí)，振幅明顯加大，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振。 它其實(shí)與 LC 振蕩電路的諧振現(xiàn)象十分相似：當(dāng)晶體不振動(dòng)時(shí)，可把它看成一個(gè)平板電容器稱為靜電電容 C，一般約幾個(gè)皮法到幾十皮法；當(dāng)晶體振蕩時(shí)，機(jī)械振動(dòng)的慣性可用電感 L 來(lái)等效，一般值為幾十毫亨利到幾百毫亨利。由此就構(gòu)成了石英晶體微天平的振蕩器，電路的振蕩頻率等于石英晶體振蕩片的諧振頻率，再通過(guò)主機(jī)將測(cè)得的諧振頻率收集并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。由于晶片本身的諧振頻率基本上只與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸有關(guān)，而且可以做得準(zhǔn)確，因此利用石英諧振器組成的振蕩電路可獲得很高的頻率穩(wěn)定度。

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KOAN 鍍金晶片應(yīng)用系列：QCM-D 發(fā)展前景介紹

分子相互作用/動(dòng)力學(xué)研究（結(jié)合/解離常數(shù)）/細(xì)胞吸附、遷移與變化/生物材料相容性研究/聚電解質(zhì)膜的層層組裝/血凝檢測(cè)及分析/酶降解研究/生物傳感器平臺(tái)/高分子溶脹、結(jié)構(gòu)變化/材料腐蝕與防污/水處理及環(huán)境污染物消除/礦物浮選/納米顆粒分散性/流體粘彈性/新能源行業(yè)/細(xì)菌生物膜研究。QCM-D 窗口池與光學(xué)顯微鏡聯(lián)用未來(lái)展望。QCM-D 作為微質(zhì)量傳感器以其簡(jiǎn)便、快捷、靈敏度高、在線跟蹤等優(yōu)勢(shì)，必將與其他技術(shù)結(jié)合成為微觀過(guò)程與作用機(jī)理研究，微量、痕量物質(zhì)的檢測(cè)等方面十分有效的手段，獲得廣泛應(yīng)用

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