声表面波NO_2传感器敏感膜研究进展.pdf

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1、2012年第31卷第9期传感器与微系统(rIhnsducerandMicrosystemTechnologies1j)综述～与～评论声表面波NO2传感器敏感膜研究进展向继文，陈依民，徐成志r，胡友旺(1．中南大学机电工程学院，湖南长沙410083；2．中南大学高性能复杂制造国家重点实验室，湖南长沙410083)摘要：由于工业检测、环境监测、医学监测等领域的需求，高性能NO传感器得到了广泛的研究。声表面波传感器技术的发展为研发高灵敏度、高稳定性、响应快速、小型化的NO传感器提供了极大的潜能。总结了近30年来声表面波N0。传感器敏感膜的研究现状，并根据现有的研究和传感器的应用需求，深

2、入探讨了声表面波NO传感器敏感膜面临的挑战和发展趋势。关键词：声表面波；NO。传感器；敏感膜中图分类号：TP212．2文献标识码：A文章编号：1000--9787(2012)09-0001-04ResearchprogressofsensitivefilmofSAWNO2sensorXIANGJi—wen'，CHENYi—min，，XUCheng—zhi'，HUYou．wang，(1．SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China；2．StateKeyLa

3、boratoryofHighPerformanceandComplexManufacturing，Changsha410083，China)Abstract：High-performanceNO2sensorsareresearchedbasedontheneedsofindustrydetection，environmentmonitoring，medicalmonitoring，andSOon．Thedevelopmentofsurfaceacousticwave(SAW)sensortechnologyprovidesagreatpotentialformanufactur

4、ingminiaturizedNO2sensorwithhighsensitivity，highstabilityandfastresponse．ThedevelopmentofthesensitivefilmappliedinSAWNO2sensorinthepast30yearsissummarized，thechallengesanddevelopmenttrendsofSAWNO2sensorsensitivefilmarediscussedaccordingtocurrentresearchandapplicationrequirementsofsensor．Keywo

5、rds：surfaceacousticwave(SAW)；NO2sensor；sensitivefilm0引言检测，另一方面，SAW器件与气体敏感薄膜结合，通过传NO是一种主要的大气污染物，对人体和环境都有严感器阵列实现对被测气体的检测。由于结合气相色谱技术重的危害J。及时准确地测量NO气体的含量在环境污使得传感器的体积较大、成本较高，因此，薄膜式SAW传感染治理、医学诊断、工业监测以及公共安全等领域具有十分器成为手持式快速探测传感器的主要研究方向。而薄膜式重要的意义。近年来，多种类型的气体传感器被用于NO。sA气体传感器的性能与敏感薄膜材料的种类、结构及制的检测，包括半导体传感

6、器、固体电解质传感器、接触燃烧作工艺密切相关，因此，对传感器敏感薄膜材料和成膜式传感器、电化学传感器、光化学传感器以及声表面波方法的研究显得尤为重要。(surfaceacousticwave，SAW)传感器等。其中，SAW气体传1敏感膜式SAW传感器传感原理感器具有响应快速、成本低廉、可无线检测以及便于智能网敏感膜式SAW传感器包括SAW元件、敏感薄膜以及络化等优势，能够很好地满足目前传感器技术微型化、无线相应的处理电路，其结构如图l所示。SAW器件一般由压化、数字化、网络化、智能化的要求，成为高性能NO传电基底和至少两对叉指电极(IDTs)组成。输入IDTs将电感器研究的重点之

7、一。信号转换为SAW并沿着基板的表层传播至输出IDTs，由基于SAW技术的气体传感器的研究主要有2个方向，于SAW的传播能量主要集中在基板的表面，高密度的声波一方面SAW与气相色谱技术结合，利用气相色谱技术实现对传播界面上的扰动非常敏感，在输入IDTs与输出IDTs对不同气体的分离，然后利用SAW器件对各组分气体分别之间的SAW传播路径上制作气体敏感薄膜，敏感薄膜与气收稿日期：2012-06-21基金项目：国家自然科学基金资助项目(91023031)；中南大学2011年度中央高校