高灵敏Love波传感器及其关键材料

Love波传感器是声表面波传感器的一种,其灵敏度最高。对Love波生物、化学传感器的研究现状进行了综述,着重分析了波导材料及其厚度、基板材料及其切向对传感器的灵敏度及温度稳定性的影响关系。指出采用高频谐振型的器件结构并结合聚合物波导的方案可进一步提高Love波传感器的灵敏度。

ZnO/36°YX-LiTaO_3结构的Love波免疫传感器灵敏度研究

对于ZnO/36°YX-LiTaO3结构的Love波免疫传感器,免疫传感实验的结果表明,不同的波导层厚度,免疫传感的灵敏度不同.同时,存在最佳ZnO波导层厚度,使得Love波免疫传感器的灵敏度达到最高.本文根据多层薄膜中弹性波传播理论,运用部分波求解方法,对ZnO/36°YX-LiTaO3结构的Love波器件的相速度及相对质量灵敏度与波导层的厚度的关系进行了数值计算.计算结果表明,当相对于波长归一化膜厚为0~0.1范围内,随着波导层厚度的增加,Love波器件在无负载和有负载条件下的相速度均随之减少;相对质量灵敏度则先随波导层厚度的增加而增加,继而随波导层厚度的增加而减少,即存在一个适当值使得Love波器件的相对质量灵敏度最大,该结果与实验基本吻合.

基于MgF_2波导的谐振型乐甫波器件特性研究

在浅体声波(SSBW)器件上采用真空热蒸发法制备MgF2波导层,研究了器件的频率、插损、质量灵敏度随波导层厚度变化的特性。当波导层厚度约为2.48μm时,器件的插损最小(-23.93 dB);当波导层厚度约为6.5μm时,器件获得了最大质量灵敏度416.7 cm2.g-1。并分析了不同沉积速率对薄膜质量的影响。实验结果表明:要制备高质量的薄膜必须采用低的薄膜沉积速率,MgF2薄膜可作为乐甫波器件的波导层材料。

乐甫波器件温度特性实验研究

研究了基于ST-90°X石英基片和SU-8波导层的乐甫波器件的温度特性。采用电极宽度控制单向单相（EWC/SPUDT）结构和铝电极,设计制作了具有单一模式控制功能和低插入损耗的150 MHz剪切型声表面波（SH-SAW）延迟线器件,并在其表面涂覆不同膜厚的SU-8声波导层构成系列乐甫波器件。由于SU-8波导层与石英基片温度系数的相反极性特性,SU-8膜厚直接影响到了乐甫波器件的温度特性。实验发现,覆盖不同膜厚的SU-8的乐甫波器件的中心频率随温度呈非线性变化,且在60~80℃内,SU-8膜厚为0.95μm时,其频率温度系数约为0.830×10^-6/℃。