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石英晶體微天平是一種基于石英晶體的壓電效應對其電極表面質量變化進行測量的儀器。其發(fā)展始于上世紀60年代初期，是一種非常靈敏的質量檢測儀器，其測量精度可達納克級。
石英晶體微天平利用了石英晶體的壓電效應，將石英晶體電極表面質量變化轉化為石英晶體振蕩電路輸出電信號的頻率變化，進而通過計算機等其他輔助設備獲得高精度的數據。
QCM 主要由石英晶體傳感器、信號收集、信號檢測和數據處理等部分組成。石英晶體傳感器則是其核心的構件，其基本構造是：從一塊石英晶體上沿著與石英晶體主光軸成35°15'切割(AT-CUT)得到石英晶體振蕩片。[6]在它的兩個對應面上涂敷金層作為電極，石英晶體夾在兩片電極中間形成三明治結構。根據需要，還可以在金屬電極上有選擇地鍍膜來進一步拓寬其應用。例如，在電極表面加一層具有選擇性的吸附膜，可用來探測氣體的化學成分或監(jiān)測化學反應的進行情況；不同金屬及金屬氧/氮化物鍍膜，以及合金鍍層可用來進行金屬腐蝕性能和人工關節(jié)的排異反應研究。而表面修飾生物材料如多肽，生物素等可以讓QCM作為基因傳感器在生物領域的有著廣闊應用。[5][7]
隨著科技日新月異的發(fā)展，QCM儀器也進行了大幅的更新。而與其他儀器的聯(lián)用使得QCM在更多領域發(fā)揮其特長。傳統(tǒng)的QCM儀器流動樣品池可以進行水相/油相等液相實驗；新式的窗口流動池可以與光學顯微鏡聯(lián)合，同時觀測諸如細胞等在芯片表面繁殖的過程；電化學樣品池可以實時檢測吸附樣品阻抗等電化學性質的變化；光學樣品池可以讓光化學反應實驗在QCM儀器上變?yōu)榭赡?；而橢偏樣品池，基于橢偏儀原理，可以準確的測量吸附層的含水量。
石英晶體微天平的其他組成結構在不同型號和規(guī)格的儀器中也不盡相同，可根據測量需要選用或聯(lián)用。一般附屬結構還包括振蕩線路、頻率計數器、計算機系統(tǒng)等；另外經常加裝一些輔助輸出設備，例如顯示器、打印機等。
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