摘要：為了獲得導(dǎo)電島微電極系統(tǒng)中納米線的介電組裝特性,基于平面微電極對(duì)和導(dǎo)電島微電極系統(tǒng),進(jìn)行了兩種系統(tǒng)中納米線操控的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

分別建立了平面微電極對(duì)和導(dǎo)電島微電極系統(tǒng)的納米線介電組裝模型,探究了兩種模型下的納米線從初始位置到最終橋接上微間隙過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡;分析了導(dǎo)電島微電極系統(tǒng)中納米線所受的介電泳力、交流電熱流以及兩者合作用的電動(dòng)力學(xué)行為。導(dǎo)電島微電極系統(tǒng)對(duì)納米線有著較強(qiáng)的介電俘獲作用,導(dǎo)電島的加入能夠讓納米線更好地俘獲到微間隙;同時(shí)納米線的介電組裝會(huì)受到頻率的影響,當(dāng)頻率達(dá)到翻轉(zhuǎn)頻率,在微間隙上方產(chǎn)生的微流體漩渦能夠把遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)域納米線輸送到組裝區(qū),使得納米線受到正介電泳力的作用而被組裝至微間隙。

進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，這種頻率依賴的介電組裝特性為納米線的精確定位提供了一種新的調(diào)控手段。通過(guò)精確調(diào)控交流電的頻率，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)納米線運(yùn)動(dòng)軌跡的“開(kāi)關(guān)”控制，即在特定頻率下納米線被有效地吸引至微間隙，而在其他頻率下則保持靜止或遠(yuǎn)離微間隙。這一發(fā)現(xiàn)不僅加深了我們對(duì)納米線與微電極系統(tǒng)間相互作用機(jī)制的理解，也為納米器件的制造提供了更高的靈活性和精確度。

此外，實(shí)驗(yàn)還觀察到，在導(dǎo)電島微電極系統(tǒng)中，納米線的組裝效率與導(dǎo)電島的幾何形狀和分布密切相關(guān)。優(yōu)化導(dǎo)電島的設(shè)計(jì)，如調(diào)整其大小、形狀和間距，可以進(jìn)一步提升納米線的俘獲效率和組裝速度。這一發(fā)現(xiàn)為設(shè)計(jì)更高效、更可靠的納米線介電組裝平臺(tái)提供了理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

綜上所述，導(dǎo)電島微電極系統(tǒng)不僅展現(xiàn)了強(qiáng)大的介電俘獲能力，還通過(guò)頻率調(diào)控和導(dǎo)電島設(shè)計(jì)的優(yōu)化，為納米線的精確組裝開(kāi)辟了新的途徑。未來(lái)，這一技術(shù)有望在納米電子學(xué)、納米傳感器和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。