一种新型SAW气体传感器的设计

提出了将纳米线技术与声表面波(SAW)技术相结合,分别利用纳米线气体敏感材料比表面积高,声表面波传感器质量敏感性高的优点,探索研制新一代声表面波气体传感器。该传感器具有响应速度快,灵敏度高,体积小,质量注和易集成等优点。该文主要从SAW专用芯片的研制、专用纳米线研制、专用纳米线的表面修饰与改性研究、检测电路设计等4方面进行了阐述。理论计算表明,相比传统二维结构的SAW气体传感器,三维纳米线结构的SAW气体传感器的在灵敏度和响应速度上都得到提高。     

声表面波化学战剂气体传感器的研究

介绍了声表面波气体传感器的基本工作原理和设计方法,通过SAW芯片拓扑结构、敏感膜、覆膜工艺和信号处理电路等方面的优化,研制出两种SAW化学战剂气体传感器,具有灵敏度高、响应和解吸附快,抗干扰能力强的特点。     

声表面波气体传感器研究进展

从机理模型构建、物理功能结构优化两方面出发对覆盖聚合物敏感膜的高性能声表面波(SAW)气体传感器技术进行了研究和探讨.实验研制了一种以具有高频率稳定性的声表面波延迟线型振荡器为传感元,结合六氟异丙醇基聚硅氧烷敏感膜的SAW传感器,开展了针对DMMP的检测实验,检测下限与检测灵敏度分别达到了0.04 mg/m3和485 Hz/mg/m3.     

433.92 MHz声表面波水果气体传感器研究

为监测水果在仓储及运输等过程中的新鲜程度,研制了一种以声表面波(SAW)单端谐振器为载体的SAW水果释放气体传感器。运用原位一步聚合法制备了聚苯胺气敏材料,在器件的敏感区域上用滴涂法涂覆敏感膜。实验结果表明,该传感器在室温条件下,对水果气体具有灵敏度高,响应恢复快等特性。对敏感机理进行了理论分析。     

三维纳米线SAW气体传感器及报警器设计

该文提出了一种全新的三维纳米线结构的声表面波(SAW)气体传感器,详细阐述了谐振型SAW器件上纳米线制备与修饰改性设计,传感器信号提取电路设计及报警器设计等过程,最后研制出气体报警器样品。并利用沙林（GB）模拟剂对传感器性能指标进行了测试,该传感器的响应阈值低达2 mg/m3,响应时间仅约为20 s。结果表明,与传统二维结构的SAW气体传感器相比,三维纳米线结构的SAW气体传感器在响应阈值和响应时间上均有很大的提高。     

声表面波传感器阵列识别毒剂研究

以聚环氧氯丙烷(PECH)、硅酮(SE-30)和两种氢键酸性聚硅氧烷(BSP3、PTFP)为敏感膜制备了对毒剂敏感的声表面波(SAW)传感器阵列.基于这种SAW传感器阵列对沙林、芥子气和甲基膦酸二甲酯进行了检测,并结合概率神经网络(PNN)对检测结果进行识别,识别率达90%,对上述3种气体的检出限分别达到0.30 mg/m3、0.30 mg/m3和0.07 mg/m3.     

酞菁钯-聚苯胺修饰声表面波传感器及含磷毒气的检测

针对含磷毒气快速检测问题,以自制的杂化酞菁钯.聚苯胺为敏感膜材料,设计了一种双信道声表面波(SAW)传感器.阐述了传感器的基本原理,推导出以有机膜作为信道中间介质时,差频输出△f由物理化学吸附两种机制叠加的数学模型.依据声波振荡条件,设计了146±5MHz振荡频率的信号采集电路;以钽酸锂晶体为压电基片,通过MEMS微加工技术形成叉指电极对和加热膜;以真空镀膜工艺将敏感膜材料成膜,修饰在SAW信道中间区域构成SAW传感器.测试结果表明:最优气敏性时的材料配比为PdPc0.35PANI0.65;芯片加热60～80℃可提高性能,响应时间≤30s;输出与测试气体浓度与数学模型一致,为线性变化率-110kHz(mg/m3)的N型线性关系;抗汽油、CO2等气体干扰;80天稳定性考核,△f≤±0.1kHz,满足实际使用要求.     

36°YX-LiTaO_3/SiO_2结构Love波气体传感器研究

该文研究了一种覆盖六氟-2-羟基异丙基聚硅氧烷(SXFA)敏感膜,并针对有机磷化学物检测的新型Love波传感器,采用36°YX-LiTaO3与SiO2分别作为Love波延迟线器件的压电基底与波导层材料。将所研制的Love波器件作为差分振荡器的频率控制单元,结合SXFA敏感膜,开展了针对甲基磷酸二甲(DMMP)的气体传感实验,分析了不同波导层膜厚对Love波传感器气体响应的影响,并与传统瑞利型声表面波模式的气体传感器性能进行了对比,实验结果显示,Love波模式传感器表现出高灵敏度特性。     

酞菁钯-聚苯胺修饰声表面波传感器及含磷毒气的检测

针对含磷毒气快速检测问题,以自制的杂化酞菁钯.聚苯胺为敏感膜材料,设计了一种双信道声表面波(SAW)传感器.阐述了传感器的基本原理,推导出以有机膜作为信道中间介质时,差频输出△f由物理化学吸附两种机制叠加的数学模型.依据声波振荡条件,设计了146±5MHz振荡频率的信号采集电路;以钽酸锂晶体为压电基片,通过MEMS微加工技术形成叉指电极对和加热膜;以真空镀膜工艺将敏感膜材料成膜,修饰在SAW信道中间区域构成SAW传感器.测试结果表明:最优气敏性时的材料配比为PdPc0.35PANI0.65;芯片加热60～80℃可提高性能,响应时间≤30s;输出与测试气体浓度与数学模型一致,为线性变化率-110kHz(mg/m3)的N型线性关系;抗汽油、CO2等气体干扰;80天稳定性考核,△f≤±0.1kHz,满足实际使用要求.     

基于电活性高分子声表面波CO气体传感器研究

为克服现有CO气体传感器精度低,工作温度高,成本高的缺点,对基于聚苯胺敏感膜的多层结构声表面波气体传感器进行了试验与理论研究,并推导了声表面波气体传感器的敏感作用公式.传感器采用声表面波双通道带延迟线的谐振器结构,将电活性高分子CO气体敏感材料(掺杂有In2O3的聚苯胺)覆盖在一条延迟线路上形成敏感膜(0.5～1.2μm).将此声表面波CO气体传感器放在CO气体中在-40～+85℃范围内进行测试实验,实验结果显示,该声表面波CO传感器的敏感性好,敏感速度和恢复速度快,精度高.     

悬梁式陶瓷微热板的设计及热性能研究

结合传统陶瓷厚膜气体传感器和硅微加工气体传感器的特点,设计了基于陶瓷基底的悬梁式微热板结构,并提出一种无内引线的封装方式。对微热板的传热过程进行分析,并通过有限元工具对具有不同结构参数器件的热特性进行模拟,得到结构参数与器件热特性间的关系。通过控制工艺参数,在Al2O3陶瓷基底上制作出性能良好的Pt加热电阻及电极,并采用激光微加工技术实际制作了梁宽为0.2 mm和0.4 mm的两种结构器件。对器件的加热功率-温度关系进行测试,0.2 mm梁结构器件在400 mW加热功率下板上平均温度约为250℃,同模拟结果一致。     

声表面波延迟线振荡器为核心的气体传感器

声表面波(SAW)器件的工作频率随基片表面上的负载质量变化而发生漂移,通常利用这一性质作气相分析与检测,已经有了若干用SAW延迟线器件制成的化学传感器。传感器表面涂着一层有化学选择性的薄膜,这一涂层则在化学分析时有选择地吸收待测气体分子,涂层在吸收了气体后发生一些物理变化,因而这种传感器的灵敏度与SAW延迟线表面上的涂层对气体的吸收量有关。许多实际使用的传感器是用双SAW延迟线组成的,它们集成在一片基体上,并在一个延迟线表面上涂上气体吸附薄膜,而另一个则不涂任何物质。 本文讨论了这种传感器的若干问题,如温度影响、响应时间以及频率变化与气体浓度间关系的非线性。最后提出了在传感器应用时的改进方法与措施。     

旋涂法制备声表面波化学传感器膜的研究

声表面波化学传感器因高灵敏、便携而快速等优点被用来检测有毒有害气体。聚合物在声表面波敏感器件表面的旋涂技术是研究的热点。用旋涂法把溶于丙酮的氟硅氧烷聚合物溶液在声表面波器件表面制备成膜。通过网络分析仪,对在基片不同的旋涂区域和不同聚合物粘度对敏感芯片的品质因数和插入损耗的差异的分析、对比,确定环基片中心区为成膜的最佳旋涂区域,聚合物溶液增比粘度小于0.34时对成膜质量影响较小。     

国外声表面波传感器开发近况

以声表面波气体、温度和压力传感器为例，介绍了国外声表面波传感器的开发近况。指出了开发的重点、难点及今后的发展方向。     

声表面波滤波放大器研究进展

基于声电放大效应的声表面波滤波器具有高集成度、非互异性等优势，在国防及商业领域有着广泛的应用前景。同时，新型材料和结构的研究也为未来高集成度的声表面波滤波放大器的制备提供了新思路和新方向。该文介绍了声表面波声电放大机理，分析了器件常用结构，并总结了部分器件性能指标，这对声表面波滤波放大器的应用与推广具有一定的借鉴意义。     

室温下ZnPc/MWCNTs敏感膜检测NO2

提出了一种以酞菁锌(ZnPc)掺杂多壁碳纳米管(MWCNTs)作为声表面波(SAW)传感器的敏感材料用于室温下检测二氧化氮(NO2).通过超声振荡等方法将研磨的MWCNTs和ZnPc分散于N,N-二甲基中,然后运用微量移液器滴涂到SAW器件的敏感区.我们对ZnPc/MWCNTs薄膜用扫描式电子显微镜(SEM)进行了表面形态表征.实验结果表明,基于MWCNTs的ZnPc SAW器件能在常温下检测最低浓度为10-6的NO2.在3个月内对器件的灵敏度、稳定性、选择性也进行了评估.     

Study of the Sensitivity of Porous SnO2-Based Thick-Film Elements to the Hydrogen Concentration in Air

Semiconductors - Semiconductor gas sensors based on metal oxides are sensitive and fast with low power consumption. The specific features of the manufacturing technology of such transducers make it...     

SAW氢传感器敏感薄膜的研究进展

氢敏薄膜的性质对SAW氢传感器的性能起着至关重要的作用。综述了SAW氢传感器敏感薄膜的国内外研究进展,比较了金属型和金属氧化物半导体(MOS)型薄膜材料的特点,着重阐述了金属氧化物半导体薄膜对SAW的作用机理和改性途径,以及纳米技术在SAW氢传感器敏感薄膜中的应用,展望了氢敏薄膜的发展方向。     

声表面波标签的设计、制作和测试

与IC标签相比,声表面波标签有其独特的优势.在仿真研究的基础上,对声表面波标签进行了设计、制作和测试.标签设计主要体现在压电基片材料选择、叉指换能器设计、反射栅设计3个方面;实际制作了6组结构各不相同的标签并进行了封装;通过网络分析仪对设计制作的标签进行了测试,包括特征频率测试、反射栅编码测试、叉指换能器激发效率测试3个部分.测试结果表明,标签特征频率与设计要求一致;通过对回波脉冲幅值的判别可实现对标签编码的识别;叉指换能器对数增多和孔径增大都会增加其激发效率.     

用于声表面波滤波器频响旁瓣抑制的修正汉明窗技术

本文提出了一种新技术,可以提高SAW滤波器频响的旁瓣抑制,同传统的标准加权归一化方法相比有三倍的改善。这一技术可以增加3dB带宽,SAW滤波器的输入叉指换能器（IDT）等值加权,而输出叉指换能器具有修正的汉明窗结构。