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シリコン基板上の複合圧電ダイアフラム構造を用いた溶液系物性値測定用ラム波センサ

兰姆波传感器，用于使用硅基板上的复合压电隔膜结构测量溶液系统的物理特性

基本信息

批准号：
03650319
负责人：
山口正恒
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至 1992
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、酸化亜鉛/パイレックスガラス複合薄膜構造を伝搬する弾性波(ラム波)を用いて、溶液系物性値測定用センサを実現することを目的とした。先ず、ラム波の伝搬特性が溶液の物性値によりどの様に変化するか詳しく検討し、膜厚が非常に小さい場合には、その最低次反対称モードが速度変化率が液体の質量密度によりほぼ決定されることが判った。また、電気的特性や温度安定性などについても詳しく検討し、センサ応用に適した構造を明らかにした。そして、非常に薄い複合薄膜構造が実現できる酸化亜鉛/アルミ箔構造を提案し、実験結果の比較により理論解析の妥当性を示すと共に、質量密度センサとして優れた特性が実現できることを明らかにした。また、このラム波デバイスにガス吸着膜を塗布すれば、同一原理に基づき高感度なガスセンサが構成できることが判った。次に、ウィグナー分布を利用して、測定結果を時間及び周波数領域両面から解析するシステムを構築し、このシステムによりラム波の各モードの応答を視覚的に特徴付けることが可能であることを示した。更に、シリコン基板上に比較的大面積で歪の少ない複合薄膜上に、ラム波励振用のすだれ変換子を形成するプロセスを構築し、試作デバイスによりラム波の励振・検出に成功し、液体センサとして利用可能なことを示した。しかし、設計よりも挿入損失が大きく、より詳細に検討したところ、シリコン基板のエッチャントとして用いたTEAにより、パイレックスガラス薄膜の表面が荒れ、その上に作成した酸化亜鉛薄膜の膜質が劣化したことに起因するが判った。現在、新たな作成プロセスを考案し、その実施に向け検討すると共に、ガスセンサへの応用についても検討している。

The purpose of this study is to investigate the application of chemical wave and physical property measurement of solution system in the structure of acidified lead/lead composite films. First, the wave transfer characteristics of the solution are determined by the property value of the solution, the film thickness is very small, and the lowest order of the wave transfer characteristics is determined by the velocity change rate and the mass density of the liquid. The characteristics of electricity and temperature stability are discussed in detail, and the structure is suitable for use. A comparison of the theoretical analysis results and the theoretical analysis results shows that the properties of the thin and very thin composite film structure are excellent. For example, if a film is coated on a substrate, it will be highly sensitive. The time and frequency distribution of the measurement results were analyzed. The characteristics of the measurement results were analyzed. In addition, the large area of the composite film on the substrate, the formation of the transformer for the wave excitation, the successful detection of the wave excitation, and the use of the liquid are shown. The surface of the thin film is damaged and the film quality is deteriorated due to the large penetration loss of the substrate. Now, the new system has been developed to investigate the case, the implementation of the system, and the application of the system.