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[IEEE 2018年国际智能与先进系统会议(ICIAS) - 马来西亚吉隆坡(2018.8.13-2018.8.14)] 2018年国际智能与先进系统会议(ICIAS) - 基于COMSOL Multiphysics的叉指电极(IDEs)几何结构仿真

DOI：10.1109/icias.2018.8540599 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 基于梳状电极结构的叉指电极（IDEs）传感器因其简单的结构设计，也是气体传感器和生物传感器应用中颇具吸引力的候选方案。通过调整传感器的几何参数可提升其灵敏度。本文基于COMSOL Multiphysics有限元模拟，研究了IDEs传感器的物理模型及其几何参数（间隙尺寸、指条数量与指条宽度）。通过模拟结果展示IDEs产生的电场分布，并与其他设计对比以确定最优方案。研究揭示了几何参数与IDEs性能的关系：模拟表明更小的间隙尺寸和指条宽度能产生更强的电?。幌嘟嫌谥柑跏?，间隙尺寸与指条宽度对IDEs性能影响更为显著。最优设计方案为18指条、0.1毫米指间间隙及0.1毫米指条宽度，该设计可产生30.6千伏/米的平均电场强度。
作者： Liew Qiao Jun，Gunawan Witjaksono bin Djaswadi，Huzein Fahmi bin Hawari，Mohd Azman B Zakariya
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

基于有限元模拟研究基于集成差分电极（IDEs）的传感器的物理模型，并关注其几何参数（间隙尺寸、指状电极数量及指宽），以找到提高灵敏度的最佳设计方案。

研究成果

仿真结果表明，较小的间隙尺寸和较窄的指条宽度能显著增强电场强度，从而提升叉指电极性能。最优设计采用18个指条、0.1毫米间隙尺寸和0.1毫米指条宽度，可产生30.6千伏/米的平均电场强度。后续工作应包括实验验证及不同叉指电极形状的探索。

研究不足

该研究基于COMSOL Multiphysics的模拟，未包含实际制造传感器的实验验证。其仅关注几何参数，未考虑传感材料或环境条件等其他因素。

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