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谐振式微机械悬臂梁生物传感器，由于具有超高质量检测分辨率，能够实现单细胞检测，获得了广泛的研究。针对生化检测的需求，为进一步提高质量检测分辨率，本论文通过优化激励微机械悬臂梁的高阶谐振模态来提高品质因数，改善质量检测分辨率。 因为室温气压下，在微米尺度的微机械悬臂梁的主要噪声机制是热机械噪声，所以品质因数对微机械悬臂梁的质量检测灵敏度起着决定性的作用。微机械悬臂梁在高阶谐振模态下具有更高的品质因数和灵敏度，而其等效质量不变，因此可以获得更高的质量检测分辨率。采用了与高阶谐振模态振形函数相匹配的优化驱动方式获得高品质因数的高阶弯曲谐振模态和扭转谐振模态，进一步改善了质量检测分辨率。 本论文解决了与生化检测兼容的硅微机械悬臂梁制作的关键单项工艺问题，制备了与生化检测相兼容的金属铝引线的钝化层；能够高质量地固化生物敏感材料的Au的<111>择优取向薄膜；在微机械悬臂梁表面固化生物敏感材料，并进行悬臂梁表面封闭，以抑制非特异性吸附的干扰。 采用AGC和PLL式闭环反馈电路和艾伦变量算法进行信号统计分析。相比于传统的一阶模态采用AGC反馈电路的二阶扭转模态微机械悬臂梁的质量检测分辨率达到了9飞克。