[实用新型]一种声表面波气体传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体地说是一种声表面波气体传感器。

背景技术

声表面波气体传感器的工作原理是通过输入叉指换能器与输出叉指换能器之间通道上的敏感薄膜对待测气体的吸附引起声表面波传感器速度的变化，从而发生输出和输入频率的变化，引起声表面波振荡频率的漂移，以实现对待测气体的检测。声表面波气体传感器发展于上世纪70年代，因声表面波气体传感器具有体积小、重量轻、精度高、分辨率高、抗干扰能力强等特点，且制作工艺简单，成本低，是气体传感器的重要补充。近年来，随着半导体工艺水平提高，高频声表面波器件应用范围不断扩大，几乎覆盖了全部通信领域。随着声表面波气体传感器技术应用领域和范围不断发展和扩大，传统的压电材料如：石英、铌酸锂、钽酸锂等，已远远不能满足需求。近年来，硅酸镓镧、铌酸镓镧、钽酸镓镧、磷酸镓等结构的晶体作为一种性能优良的新型压电晶体材料，具有较高的机电耦合系数，较低的声表面波传播速度，低插损，高带宽等优良品质，引起了国内外广泛的关注。文献2010年第29卷第1期硅酸盐通报（S12NGS压电晶体的结构与声表面波传播特性研究）指出(1)SNGS晶体声表面波速度比石英的小，声表面波速度在2900~3100 m/s之间，在声表面波器件时易实现器件小型化；(2)SNGS晶体X切和Y切机电耦合系数的最大值分别为0.72和0.62，远高于石英晶体机电耦合系数的最大值。 

发明内容

本实用新型为了避免现有技术存在的不足之处，提供了一种声表面波气体传感器，该声表面波气体传感器以SNGS压电晶体为基底，可以实现低插损，高带宽、灵敏度高、机电耦合系数高的的需求。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用技术方案如下：

一种声表面波气体传感器，包括压电基片、叉指换能器、敏感薄膜组成，其特征在于，所述压电基片为SNGS压电晶体，所述叉指换能器间涂有敏感薄膜。

本实用新型结构特点还在于：

所述压电晶体材料SNGS，即Sr₃NbGa₃Si₂O₁₄，属三方晶系，其空间群为P321，其晶胞参数为a=0. 8279nm，b=0. 8279 nm，c=0. 5039 nm，密度ρ=4. 6866 g/cm3。

所述叉指换能器是在压电基片上制备AL膜，再将AL膜制成叉指换能器电极；其中叉指对数28对，叉指电极宽度0.4μm，叉指间距0.4μm，厚度40nm。

所述叉指换能器间涂有敏感薄膜。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

SNGS晶体与石英晶体相比，晶体机电耦合系数较大。

SNGS晶体可实现声表面波气体传感器的低插损，高带宽。

敏感薄膜对检测气体具有吸附作用，对声表面波产生影响。

附图说明

图1本实用新型涉及的声表面波气体传感器结构示意图。

图中标号：1压电基片、2叉指换能器、3敏感薄膜。

具体实施方式

以下结合附图通过具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

如图所示，本实用新型的压电基片1采用的是SNGS压电晶体，即Sr₃NbGa₃Si₂O₁₄，属三方晶系，其空间群为P321，其晶胞参数为a=0. 8279nm，b=0. 8279 nm，c=0. 5039 nm，密度ρ=4. 6866 g/cm3。采用电子束蒸发法在压电基片1上沉积一层厚度为100nm的AL薄膜，粗糙度小于4nm，经过刻蚀工艺制成叉指换能器2的电极；叉指电极宽度0.4μm，叉指间距0.4μm，厚度40nm；在压电基片1采用上制备敏感薄膜3，敏感薄膜3对检测气体具有吸附作用，对声表面波产生影响。