微型化圆筒型与平板型DMA仿真对比研究

作者：李珂; 袁凡; 刘友江^*; 陈池来^*

来源：传感器与微系统, 2022, 41(06): 14-17.

DOI：10.13873/J.1000-9787(2022)06-0014-04

• 差分电迁移率分析仪
• 纳米粒子
• 有限元仿真

通过COMSOL建立圆筒型与平板型差分电迁移率分析仪(DMA)的仿真模型，保证鞘气、载气流速及分级区长度、高度相同的条件下，以50 nm粒子为检测对象，对比研究这两种结构DMA分级区体积V同步减小时，对粒子传递效率的影响。当V从15πcm3减小至6πcm3,圆筒型DMA粒子传递效率从0.99急剧下降到0.42,平板型DMA则从0.86缓慢下降到0.71,当V达到7.5πcm3时，平板型DMA的粒子传递效率开始超越圆筒型DMA;当V≤6πcm3时，实现50 nm粒子分离的圆筒型DMA内部电场达到空气击穿强度，而平板型DMA则保持稳定。平板型DMA体积V减小至3πcm3时，流场的侧壁效应变得显著，粒子传递效率降至0.5。仿真结果证明了平板型DMA更适合微型化发展，同时为DMA的微型化结构设计提供了参考。

• 单位
  中国科学院合肥物质科学研究院; 中国科学技术大学