Технология создания и исследование газодинамических характеристик микрофлюидных газохроматографических колонок на кремниевых подложках

Игорь Артемьевич  Платонов; Игорь Артемьевич  Платонов; Владимир Игоревич  Платонов; Андрей Николаевич  Агафонов; Тарас Андреевич  Андреев; Ксения Игоревна  Миланина; Николай Алексеевич  Дюжев; Максим Юрьевич  Чиченков; Владислав Витальевич Парамонов

doi:10.17308/sorpchrom.2023.23/11314

Игорь Артемьевич Платонов Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С.П. Королева, Самара, Россия
Игорь Артемьевич Платонов Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С.П. Королева, Самара, Россия
Владимир Игоревич Платонов Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С.П. Королева, Самара, Россия
Андрей Николаевич Агафонов Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С.П. Королева, Самара, Россия
Тарас Андреевич Андреев Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С.П. Королева, Самара, Россия
Ксения Игоревна Миланина Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С.П. Королева, Самара, Россия
Николай Алексеевич Дюжев Микросистемная техника и электронная компонентная база, Зеленоград, Россия
Максим Юрьевич Чиченков Микросистемная техника и электронная компонентная база, Зеленоград, Россия
Владислав Витальевич Парамонов Микросистемная техника и электронная компонентная база, Зеленоград, Россия

DOI: https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2023.23/11314

Ключевые слова: газохроматографическая колонка, МЭМС, микротехнологические системы, газодинамические характеристики

Аннотация

В статье представлена технология создания микрофлюидных газохроматографических колонок на плоскости кремниевых подложек с длиной канала 1 м и сечением канала 150x240 мкм. Канал формировался методом плазмохимического травления, герметизация канала проводилась при помощи анодного бондинга. Представлены результаты моделирования и экспериментального изучения газодинамических характеристик изготовленной колонки, показано, что результаты математического моделирования отличаются от экспериментальных данных менее чем на 1%, что делает возможным использование построенной модели для расчетов оптимального расположения пилларов внутри микрофлюидного канала, с целью получения максимальной загрузочной емкости и эффективности изготавливаемой газохроматографической колонки.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Игорь Артемьевич Платонов, Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С.П. Королева, Самара, Россия

профессор кафедры химии, д.т.н., Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Самара, Россия

Игорь Артемьевич Платонов, Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С.П. Королева, Самара, Россия

профессор кафедры химии, д.т.н., Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Самара, Россия

Владимир Игоревич Платонов, Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С.П. Королева, Самара, Россия

доцент кафедры химии, к.х.н., Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Самара, Россия

Андрей Николаевич Агафонов, Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С.П. Королева, Самара, Россия

доцент кафедры инженерии, к.т.н., Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Самара, Россия

Тарас Андреевич Андреев, Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С.П. Королева, Самара, Россия

инженер кафедры наноинженерии, Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Самара, Россия

Ксения Игоревна Миланина, Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С.П. Королева, Самара, Россия

ассистент кафедры наноинженерии, Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Самара, Россия

Николай Алексеевич Дюжев, Микросистемная техника и электронная компонентная база, Зеленоград, Россия

директор ЦКП МСТ и ЭКБ, к.ф.-м.-н., Центр коллективного пользования «Микроситемная техника и электронная компонентная база», Зеленоград, Россия

Максим Юрьевич Чиченков, Микросистемная техника и электронная компонентная база, Зеленоград, Россия

директор центра проектирования изделий «Нано – и микросистемной техники», к.ф.-м.н., Центр коллективного пользования «Микросистемная техника и электронная компонентная база», Зеленоград, Россия

Владислав Витальевич Парамонов, Микросистемная техника и электронная компонентная база, Зеленоград, Россия

аспирант кафедры интегральной электроники и микросистем, Центр коллективного пользования «Микросистемная техника и электронная компонентная база», Зеленоград, Россия

Литература

Terry SC, Jerman JH, Angell JB., A gas chromatographic air analyzer fabricat-ed on a silicon wafer. IEEE Transactions on Electron Devices. 1979; 26(12): 1880-1886. https://doi.org/10.1109/T-ED.1979.19791

Agafonov A.N., Platonov V.I., Bata-lova A.M., Potienko K.I., Gorovenko T.A., Eremin A.V., Development of the manufacturing technology of microfluidic systems on glass plates. AIP Conference Proceedings. 2020; 2276: 020038. https://doi.org/10.1063/5.0026170

Azzouz I., Bachari K., MEMS De-vices for Miniaturized Gas Chromatog-raphy, MEMS Sensors - Design and Application. 2018; Ch.7: 149-169. https://doi.org/10.5772/intechopen.74020

Chang B., Leussink P., Jensen F., Hübner J., Jansen H., DREM: Infinite etch selectivity and optimized scallop size dis-tribution with conventional photoresists in an adapted multiplexed Bosch DRIE pro-cess. Microelectronic Engineering. 2018; 191: 77-83. https://doi.org/10.1016/j.mee.2018.01.034

Mu J., Chou X., He T., Ma Z., He J., Xiong J., Fabrication of high aspect ratio silicon micro-structures based on alumi-num mask patterned by IBE and RIE processing. Microsyst. Technol. 2016; 22(1): 215-222. https://doi.org/10.1007/s00542-015-2661-x

Agafonov A.N., Eremin A.V., Mila-nina K.I. Gavrilov V.M., Application of molecular dynamics for modeling process-es in microfluidic devices. J. of Physics: Conference Series. 2021; 1745: 012076. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1745/1/012076