聲鑷作為一種聲學操控技術，在生物醫學領域具有極大的潛力和廣泛的應用前景。它不僅可以實現對微小物體、生物顆粒和液滴的高效操控，而且在材料科學、生物醫學等領域展現出獨特的價值。聲表面波具有能量局域的特點，得到了廣泛的關注。聲表面波作為固體彈性波，其傳播依靠固體媒介的介質質點振動，然而，壓電基底一般呈現各向異性物理特性，這將引起表面波在不同傳播方向存在明顯差異，導致聲能量偏轉，嚴重影響表面波器件性能。 

　　近日，中國科學院深圳先進技術研究院孟龍研究員等提出了一種全息聲表面波換能器的設計方法。該方法考慮了壓電單晶各向異性引起的能量偏轉，可以有效地調控波矢與能流的方向。通過構建陣列聲表面波換能器，表征了壓電單晶的表面相速度分布曲線、能流角偏轉和各向異性物理參數等物理量。采用離散化弧形金屬電極的方法，優化設計金屬指條的空間分布方式，成功制備了全息聲表面波換能器，有效地抑制了聲波的衍射效應。 

　　進一步，在設計的聚焦位置處（10 ），構建了半高寬為78.2  m的表面波聚焦聲場，與傳統方法相比，這一方法將焦斑尺寸減少了36%。此外，利用全息換能器的設計策略，實現了對不同粒徑顆粒（2 m和5 m）、細胞的選擇性分選。與傳統方式的表面波換能器相比，全息換能器能夠對5  m顆粒產生顯著的側向位移，實現高效、高通量的分選。另外，該全息換能器在較低輸入能量下，能夠成功驅動0.2  L微液滴產生毫米級的形變。結果表明基于各向異性相速度設計的全息換能器對于表面波聲場性能優化具有重要意義，全息聲鑷為生物細胞操控、微液滴分選和超聲霧化給藥等應用提供全新平臺。 

　　相關成果以Holographic surface-acoustic-wave tweezers for functional manipulation of solid or liquid objects為題發表在Physical Review Applied上。中國科學院深圳先進技術研究院李鵬奇博士為論文第一作者，中國科學院深圳先進技術研究院鄭海榮、孟龍研究員為本文的通訊作者。該研究獲得了科技部重點研發計劃、國家自然科學基金等項目的支持。 

傳統方式和全息叉指換能器的示意圖和功能應用的效果圖

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