[发明专利]基于声子晶体的微流控结构、微流控器件及其制作方法

权利要求书

1.一种基于声子晶体的微流控结构，用于通过声学波对微流体进行操控，其特征在于，所述基于声子晶体的微流控结构至少包括：声子晶体；所述声子晶体至少包括：固体基板，以及设于所述固体基板上的声学波散射结构和声学波控制区域；所述声学波控制区域适于通过设置所述声学波散射结构的形态和分布，来控制所述声学波在所述固体基板表面的传输和分布，以使所述微流体在所述声学波控制区域受到所述声学波的操控。

2.根据权利要求1所述的基于声子晶体的微流控结构，其特征在于，所述声学波控制区域具有在所述固体基板上形成的使所述声学波散射结构改变形态或者缺失分布的缺陷结构，所述缺陷结构包括点缺陷、线缺陷、面缺陷中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的基于声子晶体的微流控结构，其特征在于，所述声学波散射结构按照晶格分布在所述固体基板上。

4.根据权利要求3所述的基于声子晶体的微流控结构，其特征在于，所述声子晶体为四角晶格硅-空气声子晶体，所述固体基板为硅基板，所述声学波散射结构为空气柱，所述空气柱按照四角晶格结构分布在所述硅基板上。

5.根据权利要求3所述的基于声子晶体的微流控结构，其特征在于，所述声子晶体为蜂巢晶格硅-空气声子晶体，所述固体基板为硅基板，所述声学波散射结构为空气柱，所述空气柱按照六角晶格结构分布在所述硅基板上。

6.一种微流控器件，其特征在于，所述微流控器件至少包括：基底，位于所述基座上方的如权利要求1-5任一项所述的基于声子晶体的微流控结构，以及设于所述固体基板上的用以向所述固体基板表面提供声学波的声学波激励装置；所述基底具有凹槽，所述固体基板与所述凹槽形成空腔，且所述固体基板至少在位于所述空腔上方处分布有所述声学波散射结构。

7.根据权利要求6所述的微流控器件，其特征在于，所述声学波控制区域至少包括：沿平行于所述声学波传输方向形成的具有线缺陷结构的微流道。

8.根据权利要求7所述的微流控器件，其特征在于，所述声学波控制区域还包括：设于所述微流道入口端的具有锥形缺陷结构的声学聚焦通道。

9.根据权利要求7所述的微流控器件，其特征在于，所述声学波控制区域还包括：沿垂直于所述声学波传输方向形成的具有面缺陷结构的离心通道，所述离心通道与所述微流道的出口端连通。

10.根据权利要求7所述的微流控器件，其特征在于，所述声学波控制区域还包括：沿垂直于所述声学波传输方向形成的具有线缺陷结构的声学波叠加通道，以及沿平行于所述声学波传输方向形成的具有线缺陷结构的N个分流道，其中，N为自然数；所述微流道的出口端与所述声学波叠加通道连通，所述声学波叠加通道与N个分流道的入口端连通，所述声学波叠加通道适于通过对所述声学波叠加另一声学波，形成驻波，以操控所述微流体进行大小分离；其中，所述声学波的频率在所述声子晶体禁带内，所述另一声学波的频率在所述声子晶体禁带外，且低于所述声学波的频率。

11.根据权利要求6所述的微流控器件，其特征在于，所述声学波控制区域至少包括：沿垂直于所述声学波传输方向形成的具有线缺陷结构的谐振腔。

12.根据权利要求11所述的微流控器件，其特征在于，所述微流控器件还包括：声学波转换装置，所述声学波激励装置和所述声学波转换装置分别位于所述基于声子晶体的微流控结构的两侧，所述声学波转换装置适于将通过所述谐振腔的声学波转换为电学信号，以检测所述谐振腔的状态，从而检测在所述谐振腔中的微流体状态。

13.根据权利要求11所述的微流控器件，其特征在于，所述声学波激励装置和所述声学波转换装置均为压电式叉指换能器，所述压电式叉指换能器至少包括：压电元件，设于所述压电元件上的叉指电极结构。