[发明专利]表面声波感测器

说明书

【技术领域】

本发明是关于声波感测技术领域，特别是关于一种表面声波感测器。

【背景技术】

表面声波感测器具有许多应用，它的商业潜力正开始被人们所认识。表面声波感测器由 于制造成本低、灵敏度高、可靠性高等优势，被大量地开发成许多感测器组件。

一种表面声波感测器，其包括一压电基底、设置于压电基底表面的输入叉指电极 (Interdigital Transducers，IDT)、输出叉指电极以及设置于压电基底表面且位于输入叉 指电极与输出叉指电极之间的感测装置，该感测装置为感测薄膜，用于吸附气体或液体中的 微量待测分子。当在输入叉指电极加上交流电后，压电基底因逆压电效应产生应变，将电能 转为声波能，进而产生表面声波，经由压电基底的压电材料传递声波能至输出叉指电极，再 通过正压电效应将声波信号转为电信号输出，以提供给外部仪器精确地解读感测薄膜表面上 的信号变化情形。当表面声波传播至压电基底时，感测薄膜的吸附造成感测薄膜上微量的质 量改变，由于质量加载效应(Mass Loading Effect)的影响，通过吸附特定气体或液体中的 微量待测分子的感测薄膜的声波能，将会改变原先的传播特征，而使得声波的相位速度与衰 减量产生一定程度的漂移量，侦测这些谐振频率的漂移信号即可定量分析其吸附在压电材料 表面的待测分子浓度。

然而，由于感测薄膜的表面积有限，使得表面声波感测器的感测效果不能被提升。

【发明内容】

为了解决现有技术中感测效果有限的技术问题，本发明的目的在于提供一种感测效果佳 的表面声波感测器。

本发明实现其目的所采用的技术方案为：所述表面声波感测器包括：压电基底，设置于 压电基底表面的输入叉指电极、输出叉指电极，以及设置于压电基底表面且位于输入叉指电 极与输出叉指电极之间的感测装置，所述感测装置包括纳米柱阵列或纳米管阵列，在纳米柱 或纳米管表面具有感测材料层。

所述纳米柱为硅纳米柱，所述纳米管为碳纳米管。

所述感测材料层的材料为氧化锌，在所述感测材料层表面具有若干纳米线。

所述纳米线为氧化锌纳米线。

与现有技术相比较，本发明的感测装置包括纳米柱或纳米管阵列，提高了感测装置的感 测表面积，使得本发明的表面声波感测器的感测效果得以提高。

【附图说明】

图1是本发明第一实施例的表面声波感测器的示意图；

图2是本发明第二实施例的表面声波感测器的示意图；

图3是本发明第三实施例的表面声波感测器制造方法的流程图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发 明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于 限定本发明。

请参阅图1，本发明第一实施例提供的一种表面声波感测器，其包括一压电基底110，设 置于压电基底110表面的输入叉指电极120、输出叉指电极130，以及设置于压电基底110表面 且位于输入叉指电极120与输出叉指电极130之间的延迟区150的感测装置140。

上述压电基底110可以为一压电基板，也可以为基板及与形成于基板上的压电膜层构成 。压电基板和压电膜层由压电材料制成，该压电材料可为：单晶类，如石英(Quartz)、铌酸 锂(LiNbO₃)、钽酸锂(LiTaO₃)等；薄膜类，如氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)；陶瓷类，如钛酸 钡、锆钛酸铅(PZT)等。

上述输入、输出叉指电极120、130可由现有技术中的微影蚀刻或微机电制程等方法制作 于上述压电基底110的表面，其材料可为铝。