專利名稱：一種基于zctc壓電晶體的聲表面波氣體傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種基于ZCTC壓電晶體的聲表面波氣體傳感器。
背景技術(shù)：
聲表面波氣體傳感器的工作原理是通過(guò)輸入叉指換能器與輸出叉指換能器之間通道上的敏感薄膜對(duì)待測(cè)氣體的吸附引起聲表面波傳感器速度的變化，從而發(fā)生輸出和輸入頻率的變化，引起聲表面波振蕩頻率的漂移，以實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)氣體的檢測(cè)。聲表面波氣體傳感器發(fā)展于上世紀(jì)70年代，因聲表面波氣體傳感器具有體積小、重量輕、精度高、分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，且制作工藝簡(jiǎn)單，成本低，是氣體傳感器的重要補(bǔ)充。在現(xiàn)有工藝條件下，叉指換能器性能的提聞是提聞聲表面波氣體傳感器性能的關(guān)鍵所在。隨著聲表面波氣體傳感器技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域和范圍不斷發(fā)展和擴(kuò)大，傳統(tǒng)的壓電材料如:石英、鈮酸鋰、鉭酸鋰等，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求。近年來(lái)，硅酸鎵鑭、鈮酸鎵鑭、鉭酸鎵鑭、磷酸鎵等結(jié)構(gòu)的晶體作為一種性能優(yōu)良的新型壓電晶體材料，具有較高的機(jī)電耦合系數(shù)，較低的聲表面波傳播速度，零延遲溫度系數(shù)，熔點(diǎn)高，適用于高溫環(huán)境下等優(yōu)良品質(zhì)，弓丨起了國(guó)內(nèi)外廣泛的關(guān)注。文獻(xiàn)2010年第29卷第2期硅酸鹽通報(bào)(ZCTC壓電晶體的結(jié)構(gòu)與聲表面波傳播特性研究)指出ZCTC晶體與石英晶體相比，ZCTC晶體機(jī)電耦合系數(shù)較大，可以作為聲表面波器件的壓電材料。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供了一種基于ZCTC壓電晶體的聲表面波氣體傳感器，該聲表面波氣體傳感器可以實(shí)現(xiàn)精度高、分辨率高、靈敏度高、溫度穩(wěn)定性高、機(jī)電耦合系數(shù)高的的需求。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用技術(shù)方案如下:—種基于ZCTC壓電晶體的聲表面波氣體傳感器,包括壓電基片、輸入叉指換能器、輸出叉指換能器、敏感薄膜、吸聲電極，其特征在于，所述壓電基片為ZCTC壓電晶體，所述輸入叉指換能器、輸出叉指換能器、吸聲電極是在壓電基片上制備AL膜，再將AL膜制成叉指換能器IDT電極和吸聲電極；其中叉指對(duì)數(shù)26對(duì)，叉指電極寬度0.4Mm，叉指間距
0.4μηι,厚度40nm,吸聲電極厚度為50nm。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)還在于:所述壓電基片為ZCTC壓電晶體，即ZnCd(SCN)4，屬四方晶系，其晶胞參數(shù)為a=l.1135nm, b=l.1135nm, c=0.4376nm,密度 P =2510kg/m3。所述吸聲電極位于氣體傳感器的兩端。與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在:ZCTC晶體與石英晶體相比，晶體機(jī)電耦合系數(shù)較大。敏感薄膜穩(wěn)定性好，可提高檢測(cè)的選擇性和靈敏性。[0013]吸聲電極位于聲表面波氣體傳感器的兩端，起到吸收聲波的作用
圖1本實(shí)用新型涉及的聲表面波氣體傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào):1壓電基片、2輸入叉指換能器、3輸出叉指換能器、4敏感薄膜、5吸聲電極。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖通過(guò)具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖所示，本實(shí)用新型的壓電基片I采用的是ZCTC壓電晶體，即ZnCd(SCN)4，屬四方晶系，其晶胞參數(shù)為 a=l.1135nm, b=l.1135nm, c=0.4376nm,密度 P =2510kg/m3。采用電子束蒸發(fā)法在壓電基片I上沉積一層厚度為IOOnm的AL薄膜，粗糙度小于4nm，經(jīng)過(guò)刻蝕工藝制成輸入叉指換能器2、輸出叉指換能器3的電極和吸聲電極5 ;叉指電極寬度0.4Mm，叉指間距0.4Mm，厚度40nm ;吸聲電極5厚度為50nm ;在壓電基片I采用上制備敏感薄膜4，以提高檢測(cè)的選擇性和靈敏性。
權(quán)利要求1.一種基于ZCTC壓電晶體的聲表面波氣體傳感器,包括壓電基片、輸入叉指換能器、輸出叉指換能器、敏感薄膜、吸聲電極，其特征在于，所述壓電基片為ZCTC壓電晶體，所述輸入叉指換能器、輸出叉指換能器、吸聲電極是在壓電基片上制備AL膜，再將AL膜制成叉指換能器IDT電極和吸聲電極；其中叉指對(duì)數(shù)26對(duì)，叉指電極寬度0.4Mm，叉指間距0.4Mm,厚度40nm,吸聲電極厚度為50nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZCTC壓電晶體的聲表面波氣體傳感器,其特征在于，所述壓電基片為ZCTC壓電晶體，即ZnCd(SCN)4，屬四方晶系，其晶胞參數(shù)為a=l.1135ηm, b=l.1135nm, c=0.4376nm,密度 P =2510 kg/m3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZCTC壓電晶體的聲表面波氣體傳感器,其特征在于，所述吸聲電極位于氣體傳感器的兩端。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于ZCTC壓電晶體的聲表面波氣體傳感器，包括壓電基片、輸入叉指換能器、輸出叉指換能器、敏感薄膜、吸聲電極，其特征在于，所述壓電基片為ZCTC壓電晶體，所述輸入叉指換能器、輸出叉指換能器、吸聲電極是在壓電基片上制備AL膜，再將AL膜制成叉指換能器IDT電極和吸聲電極；其中叉指對(duì)數(shù)26對(duì)，叉指電極寬度0.4μm，叉指間距0.4μm，厚度40nm，吸聲電極厚度為50nm。本實(shí)用新型具有精度高、分辨率高、靈敏度高、溫度穩(wěn)定性高、機(jī)電耦合系數(shù)高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N29/036GK203025154SQ20132000005
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月3日
發(fā)明者朱小萍 申請(qǐng)人:淮南聯(lián)合大學(xué), 朱小萍