[发明专利]一种多参数高选择性CMUTs气体传感器及其使用与制备方法

权利要求书

1.一种多参数高选择性CMUTs气体传感器，其特征在于，从上至下依次包括敏感薄膜(1)、电绝缘薄膜(2)、空腔(4)、衍射光栅(6)和透明基底(8)；所述敏感薄膜(1)用作上电极，具有气体敏感性以及能够在与气体作用后质量和电阻发生变化的性能；衍射光栅(6)用作下电极；敏感薄膜(1)与电绝缘薄膜(2)共同构成振动薄膜；

衍射光栅(6)位于空腔(4)内部，衍射光栅(6)的各光栅之间以及衍射光栅(6)与周围结构之间设置电连接(7)，衍射光栅(6)用于将由振动薄膜反射的光进行衍射；

电绝缘薄膜(2)、空腔(4)周围的支柱(3)、衍射光栅(6)以及透明基底(8)中任意两种所选用材料的热膨胀系数相差不大于20％。

2.根据权利要求1所述的一种多参数高选择性CMUTs气体传感器，其特征在于，敏感薄膜(1)为具有气体敏感性的半导体金属氧化物薄膜，敏感薄膜(1)与被测气体作用后能够同时引起敏感薄膜(1)的质量和电阻发生变化。

3.根据权利要求2所述的一种多参数高选择性CMUTs气体传感器，其特征在于，敏感薄膜(1)采用SnO₂薄膜、ZnO薄膜、Fe₂O₃薄膜或WO₃薄膜。

4.根据权利要求1所述的一种多参数高选择性CMUTs气体传感器，其特征在于，敏感薄膜(1)覆盖于电绝缘薄膜(2)上，且仅覆盖空腔(4)正上方对应的区域。

5.权利要求1-4任意一项所述多参数高选择性CMUTs气体传感器的使用方法，其特征在于，过程包括：

当被测气体与敏感薄膜(1)相互作用后，敏感薄膜(1)的质量以及电阻同时发生改变；通过对振动薄膜的谐振频率和振动位移这两种输出参数的检测能够实现被测气体的检测。

6.根据权利要求5所述的使用方法，其特征在于，敏感薄膜(1)为具有气体敏感性的半导体金属氧化物薄膜，敏感薄膜(1)与被测气体作用后能够同时引起波敏感薄膜(1)的质量和电阻发生变化；

通过调节所述多参数高选择性CMUTs气体传感器的温度，实现所述多参数高选择性CMUTs气体传感器对被测气体的多次重复性检测。