微悬臂梁传感器由于其灵敏度高、重复性好、与IC工艺兼容等优点,近年来广泛应用于生化检测领域。本研究针对目前国际上尚待解决的静态微悬臂梁表面特异性结合产生表面应力信号的响应机制问题,采用MEMS技术制作了静态工作模式的压阻式二氧化硅微悬臂梁传感器,对微悬臂梁表面应力敏感机制和效应进行了系统性的研究。从纵向界面上和横向分子间两个方面对特异性吸附引起的悬臂梁表面应力的变化进行了分析。实验结果表明,纵向界面上,界面能的变化是导致表面应力变化的重要原因;在界面上特异性吸附的反应强度决定了特异性吸附的表面覆盖度,对于表面覆盖度很低的情况来说,表面覆盖度与表面应力变化之间近似成正比;在表面覆盖度较高的情况下,特异性吸附的反应强度与表面应力变化的大小无单调联系。横向分子间的作用研究表明,范德华力和静电力对表面应力的产生一般情况下不起主要作用;位阻作用的影响可导致信号方向相反的表面应力,研究首次表明,分子间的氢键作用是引起表面应力变化一个重要的产生效应。　　 提出并实现了一种在自组装单分子层(SAM)模板衬底上由电化学氧化-还原自发生长择优取向生长氧化亚铜(Cu2O)微晶的方法。利用该方法,将Cu2O晶体生长于静态式微悬臂梁的表面作为敏感层。基于Cu2O晶体表面的Cu(Ⅰ)与DMMP(甲基膦酸二甲酯,沙林模拟剂)分子中的膦酰基团间的配位作用,形成了痕量检测传感器,对几十ppb浓度的DMMP实现了可分辨检测。针对微悬臂梁传感器受环境湿度干扰的问题,采用分子自组装技术在悬臂梁的SiO2表面选择性形成一层表面能极低的氟硅烷(FAS-17)单分子层,用于降低气体分子在SiO2表面的吸附。这为该类传感器在复杂环境中的应用奠定了较好的基础。　　 利用氢键横向作用效应,使用巯基羧酸类化合物作为敏感层修饰静态悬臂梁,制作了静态微悬臂梁胺类同系物传感器。又将酸性羧基基团嫁接于高比表面的积的SBA-15介孔材料中作为敏感层,负载于集成谐振式微悬臂梁表面,也实现了对胺类的ppb量级检测。采用两种检测方法实现对胺类同系物的检测,有助于提高胺类同系物的进一步分辨与识别。