【摘要】：制備高性能聲表面波氨氣傳感器的關(guān)鍵是解決三個(gè)耦合:第一個(gè)耦合是被測氣體分子與傳感器敏感膜之間的耦合,第二個(gè)耦合則是傳感器元件與測試系統(tǒng)之間的耦合,最后一個(gè)耦合則是依靠信號(hào)分析,將測試的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成氣體濃度。為了增強(qiáng)這三個(gè)耦合,我們所制備的敏感膜首先應(yīng)該對靶氣體分子有較好的選擇吸附性;其次應(yīng)該與聲表面波器件具有很好的兼容性(與壓電襯底有好的附著力、在制備過程中不會(huì)損壞器件);最后,則是此敏感膜應(yīng)易于制備并且應(yīng)該可以較好地控制此敏感層的物理參數(shù)(如厚度、粗糙度、均勻性等)。本文運(yùn)用最廣泛的半導(dǎo)體金屬氧化物的代表~(____)氧化鋅和近年來非�；馃岬氖┗鶜饷舨牧�,成功制備了基于氧化鋅納米管陣列的聲表面波氨氣傳感器和基于氧化石墨烯的聲表面波氨氣傳感器。ZnO納米管陣列敏感膜是通過先生長納米棒,然后將納米棒轉(zhuǎn)化為中空管的策略進(jìn)行制備的。先通過溶膠凝膠法和旋涂法在ST-cut石英上生長ZnO種子層,然后通過化學(xué)浴法生長ZnO納米棒陣列,最后通過中性綠色的KCl溶液,將ZnO納米棒腐蝕成ZnO納米管。我們成功地在ST-cut石英聲表面波器件上生長了纖鋅礦ZnO納米管陣列,且納米管的尺寸很小,通過XRD表征發(fā)現(xiàn),其具有良好的C軸取向。然而該器件在具備較大的Q值得同時(shí)也具備較大的插損。通過改進(jìn)的Hummers法制備的氧化石墨烯,采用旋涂法在ST-cut聲表面波器件上制備了氧化石墨烯敏感層。氧化石墨烯表面豐富的含氧官能團(tuán)對增強(qiáng)傳感器的靈敏度和選擇性具有重大意義:此氧化石墨烯聲表面波氨氣傳感器在室溫下對氨氣的檢測下限為500 ppb,其頻移為620 Hz;相比其他常見氣體如氫氣、硫化氫、二氧化氮、一氧化碳,該傳感器對氨氣具有良好的選擇性。此外,我們還系統(tǒng)地研究了該傳感器的傳感機(jī)理,彈性負(fù)載是其正頻移的主要原因。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP212;TN65
【圖文】：

延遲線型SAW傳感器結(jié)構(gòu)示意圖

正交編碼型SAW傳感器結(jié)構(gòu)示意圖

叉指換能器結(jié)構(gòu)示意圖

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 王q;李晨;徐博;;溶膠-凝膠法的基本原理、發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀[J];化學(xué)工業(yè)與工程;2009年03期

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本文編號(hào)：2806838