压电化学传感器的基片材料
压电化学传感器的基片材料
理论上, 任何压电晶体材料如石英、gaas、litao3 、linbo3 、bi12 geo2 等单晶都可用作压电化学传感器的基片。但由于在实际应用中,频率响应受很多因素如温度、质量、压力、湿度等的影响,故应根据实际制作传感器类型的需要,选用只对所需参数敏感的压电材料。
如qcm 一般选用at2切石英晶体,因为它的温度系数为零(室温时) 。石英晶体的优点是它不需要人工极化处理,介电常数和压电常数的温度稳定性好。同时,它还具有机械强度高、绝缘性能好等优点。而在saw 压电基片的材料因结构致密,尤其是有良好的表面性能,经抛光后能达到很好的粗糙度。目前,saw气体传感器的基片材料一般选用y2z 切铌酸锂(linbo3 ) ,根据需要也可以采用石英或zno2sio22si 半导体压电基底结构。
由于y2z 切铌酸锂具有很高的耦合系数,因而可使用叉指数很少的低插入损耗叉指换能器( idt) ,这样可增大被薄膜覆盖的saw传播路径长度,以提高saw气体传感器的灵敏度。铌酸锂saw 振荡器的一个缺点是存在比较显著的温度效应。采用双通道延迟线振荡器结构,温度效应因差频输出而得到补偿,如
图4 所示。
图4 双通道延迟线saw振荡器
fig. 4 dual delay line sawoscillator
在双通道延迟线振荡器结构中, 一个通道的saw传播路径被选择性吸附薄膜所覆盖而用于测量,另一个通道不覆盖薄膜而用作参考,两振荡器的频率经差频输出,以实现对环境温度和压力等的补偿。
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图4 双通道延迟线saw振荡器
fig. 4 dual delay line sawoscillator
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