ZnO压电薄膜的制备及基于薄膜结构的声表面波传感器的研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:11304160
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:30.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:A2303.超声物理与技术
- 结题年份:2016
- 批准年份:2013
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2014-01-01 至2016-12-31
- 项目参与者:张淑仪; 孙科学; 张昀; 刘艳; 姚佳飞; 黄示;
- 关键词:
项目摘要
In this project, we present the deposition of ZnO piezoelectric films on piezoelectric substrates (quartz, LiNbO3, LiTaO3) or non-piezoelectric substrates (Si, SiO2, sapphire), by which the fabrication and the real-time sensing measurement of the surface acoustic wave(SAW) sensors based on the films are carried out. The piezoelectric ZnO films with good crystalline qualities are deposited by magnetron sputtering and/or metal oxidation chemical vapor deposition (MOCVD). The deposition methods and parameters of the ZnO piezoelectric films with different orientations on the nonepitixial substrates are optimized. In order to improve the stability of the SAW sensors, IDT with new structures and dual differential amplification circuit are designed and fabricated. The sensitivity of the sensors can be improved by the piezoelectric substrates due to the high electromechanical coupling coefficients. The non-piezoelectric substrates are favour for the compatibility and integration of the SAW sensors with other integrated circuits. Meanwhile, the acoustic characteristics of the SAW sensors with multi-layered structures are theoretically analyzed to optimize the thicknesses of the ZnO piezoelectric films, the materials and thicknesses of the guiding layers, as well as the position of the IDT. The SAW sensors are fabricated according to the theoretical results and the sensing measurements are also carried out.The results can provide a predictable and theoretical basis for further application of SAW devices.
本项目主要为压电(石英,铌酸锂,钽酸锂)或非压电基底(硅, 光学玻璃, 蓝宝石等)上ZnO压电薄膜的制备及基于薄膜结构的声表面波(SAW)传感器的研制和实时传感测试研究。利用磁控溅射技术、金属氧化物化学气相沉积技术等,优化非外延生长基底上高质量的,不同晶体取向的ZnO压电薄膜的制备方法和参数,结合半导体平面工艺设计新型结构IDT以及双路差分放大电路提高SAW传感器的稳定性。利用压电基底的高机电耦合系数改善SAW传感器的传感灵敏度;非压电基底实现SAW传感器与其他电子电路的兼容集成。同时,建立多层结构SAW传感器的计算模型,对SAW传感器的声学特性予以理论计算分析,得到最佳的ZnO压电薄膜的厚度,导波层材料及其厚度以及IDT电极的位置等结构参数。根据理论分析结果研制基于压电薄膜的SAW传感器并进行实时传感测试。
结项摘要
本项目主要研究压电基底(铌酸锂,钽酸锂)和非压电基底 (光学玻璃, 蓝宝石等) 上ZnO 压电薄膜的制备及基于薄膜结构的声表面波(SAW)传感器的研制和实时传感测试研究。目前,基于(110) ZnO压电薄膜的SAW传感器的研究较少,利用(110) ZnO压电薄膜/非压电基底结构激发SAW,研制SAW湿度传感器的相关结果尚未有报道。我们利用RF磁控溅射技术,制备高质量的(110) ZnO 压电薄膜于R-蓝宝石基底,成功激发SAW(Love波和Rayleigh波),研制新型结构的SAW湿度传感器,并进行湿度的实时传感测试,检测结果显示,Love波传感器具有更高的灵敏度,性能更优化。同时,利用有限元方法,建立多层结构SAW 传感器的计算模型,理论研究了(110) ZnO压电薄膜/非压电基底(光学玻璃, R-蓝宝石)结构SAW传感器的声学特性,讨论了色散曲线、机电耦合系数,质量灵敏度以及声波传播方向对声波特性的影响等,为实验研究提供了理论基础。. 另一方面的工作,采用RF磁控溅射法结合水热合成法制备ZnO纳米材料,利用其大的表面体积比等特点,将ZnO纳米材料作为气体敏感膜,分别沉积于128°YX-LiNbO3和36°YX-LiTaO3基片,研制多层结构的声表面波(Rayleigh波和Love波)氢气传感器,并进行室温条件下氢气的实时传感检测,结果显示,与Rayleigh波传感器比较,Love波H2传感器的灵敏度更高,而且低浓度范围H2的传感效果更明显。由于Love波没有垂直于表面的位移分量,因此,所研制的Love波传感器可以用于液体环境的传感检测。
项目成果
期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
基于ZnO纳米片敏感膜的SAW室温H2传感器
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:声学技术
- 影响因子:--
- 作者:王艳;张淑仪;杨跃涛;水修基
- 通讯作者:水修基
RF磁控溅射xBiInO3-(1-x)PbTiO3 薄膜的特性优化
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:Physica Status Solidi Application, 2016, 213(9)
- 影响因子:--
- 作者:Sun Ke-xue;Zhang Shu-yi;Kiyotaka Wasa;Shui Xiu-ji
- 通讯作者:Shui Xiu-ji
Love波湿度传感器研究
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:声学技术
- 影响因子:--
- 作者:王艳;张淑仪;范理;水修基
- 通讯作者:水修基
Humidity responses of Love wave sensors based on (1 1 (2)over-bar 0) ZnO/R-sapphire bilayer structures
基于(1 1 (2)over-bar 0) ZnO/R-蓝宝石双层结构的Love波传感器的湿度响应
- DOI:10.1016/j.sna.2015.04.014
- 发表时间:2015-07-01
- 期刊:SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL
- 影响因子:4.6
- 作者:Lan, Xiao-dong;Zhang, Shu-yi;Shui, Xiu-ji
- 通讯作者:Shui, Xiu-ji
基于(110)ZnO/36°YX-LiTaO3结构Love 波的声学特性研究
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:声学技术
- 影响因子:--
- 作者:谢英才;王艳;张淑仪;兰晓东
- 通讯作者:兰晓东
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
基于LWR-ABCSVR的WiFi指纹定位算法
- DOI:10.16182/j.issn1004731x.joss.201706005
- 发表时间:2017
- 期刊:系统仿真学报
- 影响因子:--
- 作者:王艳;殷富成;纪志成;严大虎
- 通讯作者:严大虎
3D打印制备碳纳米管/环氧树脂电磁屏蔽复合材料
- DOI:10.13801/j.cnki.fhclxb.20180511.002
- 发表时间:2019
- 期刊:复合材料学报
- 影响因子:--
- 作者:王艳;范泽文;赵建;贾利川;徐玲;鄢定祥;王胜法
- 通讯作者:王胜法
Research on surface roughness prediction method based on composite penalty regression model
基于复合惩罚回归模型的表面粗糙度预测方法研究
- DOI:10.1142/s0217984918401152
- 发表时间:2018-12
- 期刊:Mordern Physics Letter B
- 影响因子:--
- 作者:丁冬;纪志成;王艳
- 通讯作者:王艳
基于自编码组合特征提取的分类方法研究
- DOI:10.16182/j.issn1004731x.joss.201811011
- 发表时间:2018
- 期刊:系统仿真学报
- 影响因子:--
- 作者:谷丛丛;王艳;严大虎;纪志成
- 通讯作者:纪志成
基于分布估计算法的硫化车间调度
- DOI:10.16182/j.issn1004731x.joss.201709041
- 发表时间:2017
- 期刊:系统仿真学报
- 影响因子:--
- 作者:张守刚;吴龙成;王艳;纪志成
- 通讯作者:纪志成
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
内容获取失败,请点击重试
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图
请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}