氮化铝薄膜声表面波温度传感器的研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Shan417
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近些年温度传感器的发展很迅速,随着在一些恶劣、特殊环境中检测需求的提出,有源有线的传感器容易受到约束。例如在高速运转的物体上或密闭的空间中,传统的温度传感器需要解决布线等问题。而一些无线有源和无线无源传感系统的测温范围不大,并且有源会增大传感器的体积,还会影响使用寿命。针对以上问题,本论文对声表面波(SAW)温度传感器进行了研究和制备,可在宽温度范围内实现温度测量,为后续实现无线检测奠定了基础。首先使用射频磁控溅射在蓝宝石(Sapphire)基底沉积(002)晶面择优取向的ALN薄膜。探究不同衬底温度、溅射气压、氩氮比、氩氮流量对ALN薄膜取向的影响,得到最优溅射参数为衬底温度375℃、溅射气压0.35Pa、氩氮比4:1、氩氮流量20sccm和5sccm。所沉积的ALN薄膜(002)衍射峰很强,半高宽(FWHM)为0.217°,具有良好的压电性。为了探究温度对ALN薄膜的影响,将基片在1000℃保温1h后进行了分析,结果表明,温度升高会使晶粒间的缝隙和表面粗糙度增大,(002)衍射峰强度降低,在1000℃下会有少量O元素渗透到ALN薄膜中,但仍然具有压电性。接着对传感器结构参数进行初步设计,并通过COMSOL软件对其进行仿真。在波长为20μm条件下,探究了不同金属电极厚度、金属化比率、ALN压电层厚度对瑞利波波速和机电耦合系数的影响,确定了Pt电极厚度为100nm、金属化比率为0.5。在ALN薄膜很薄时,传感器的温度频率系数(TCF)为负值,并随着厚度的增加而增大,为了提高器件的灵敏度,将ALN压电层厚度确定为2μm,此时TCF值为-57.23ppm/℃。然后使用沉积ALN薄膜后的基片对传感器实物进行制作。利用仿真得到的参数设计了掩模版,使用标准光刻工艺将基片表面的光刻胶图形化,接着沉积10nm过渡层Ta和100nm电极层Pt,最后剥离出传感器表面的叉指换能器和反射栅。最后使用马弗炉和矢量网络分析仪测试传感器的温度—频率响应。对传感器利用铂线和铂浆进行引线并固定在陶瓷片上,在23℃~800℃范围内测得TCF值为-54.65ppm/℃,发现传感器在800℃时失效,使用SEM观察到表面栅极金属产生了扩散、团聚现象。为了提高传感器的工作温度,分别溅射了400nm厚的Si O2和AL2O3保护层。测试结果表明,有保护层的传感器特征频率与TCF绝对值都会降低。在1000℃下,频率产生一定的漂移,保温1h后传感器表面的电极没有团聚,证明了保护层可以有效提高工作温度。但汇流条部分区域会产生缺陷,原因是过渡层Ta与ALN的结合力下降。
其他文献
CO2捕集、利用与封存技术(CCUS)是目前实现化石燃料利用过程CO2大规模减排唯一技术,在众多碳捕集技术中,CO2化学吸收法技术工艺较为成熟,可推广性强,但规模化推广应用中存在吸收剂有机胺排放的问题,既对环境造成了威胁,又增加了系统运行成本。本文采用实验和模拟的方式,研究了化学吸收系统胺排放特性,建立水洗工艺模型并与水洗实验结果相对比,基于水汽异相成核研究过饱和度变化对提高除雾器胺脱除率的影响。
老旧住区街道空间既承载居民日常生活,也为居民提供面对面的交流场所,是增进邻里交往的重要公共空间。2019年—2021年间,全国累计开工改造的城镇老旧小区达11.5万个,老旧住区物质环境更新迎来新契机。为使街道空间在促进邻里交往中发挥更大作用,本研究选取大连市工人村作为老旧住区街道空间研究对象,研究工人村街道空间特征与居民交往活动规律,并提出促进交往的老旧住区街道空间优化策略。首先,从老旧住区现实问
高密度城市化带来了诸多城市问题,城市转型与有机更新成为了中国解决城市病最重要的手段。城市空间的复杂性、系统性、整体性是当前面临的难题。面对这些矛盾与问题,需要我们对其进行合理规划和设计,并通过技术手段提高人们的生活品质,促进社会经济的发展。新兴技术的出现让这一难题有望突破,大数据的挖掘为解决复杂问题提供了新手段。本文以城市街道空间作为研究对象,选取郑州高密度城区为案例,运用大数据的街道图像辨识手段
雾封层对沥青路面的早期病害有较优的处治效果,但是存在粘结强度低、耐磨耗性能差的问题,还有可能出现泛油导致抗滑性能下降。本文选用水性环氧树脂和固化剂、乳化沥青、金刚砂颗粒设计能够有效改善路表抗滑性能的双层封层,并进行室内耐久性试验和实体工程验证,为水性环氧乳化沥青与金刚砂应用于沥青路面封层提供参考。首先通过试验设计确定双层封层各类材料的用量。对不同组分配比水性环氧乳化沥青进行拉伸试验与拉拔试验测试,
组织公民行为的发挥利用在某种程度上影响员工的工作效率高低,进而影响企业持续发展的竞争力。企业的竞争不仅仅是资源竞争和市场份额竞争,更核心的是人才的竞争。因此,如何提升组织公民行为已成为企业管理的发展方向之一。目前,越来越多学者对企业社会责任微观层面的研究逐渐增多,但大多数研究只关注企业社会责任利益相关者如:股东、政府、消费者、环境及社区等对象,对于以重要利益相关者——员工视角社会责任履行的研究较为
基层法院绩效评价体系对司法责任制的具体落实、司法权力的规范建设具有重要意义,是人民法院建设正规化、专业化、革命化、职业化队伍的重要内容。笔者通过分析X市人民法院的绩效评价体系,并结合该院工作实际,指出目前绩效评价体系存在的问题。通过借鉴国内外法院的绩效评价体系研究成果,结合该法院自身问题设计出全新的绩效评价体系。本研究较为创新性地提出引入平衡计分卡来构建绩效评价体系。基于平衡计分卡理论,采用专家咨
在全球经济一体化的趋势下,企业面临的挑战越来越大,市场竞争日益激烈,尤其是对人才的竞争尤为突出。人力资源已经成为一个企业能否在市场竞争中取得优势的决定性因素,而人才测评是一个企业人力资源配置的基础。包括人才招聘、晋升、发展与培训等等,公司人力资源分配都是以人才测评作为基础的。本文以C公司当前人才测评体系为研究对象。首先进行了背景描述,阐述了研究背景和相关概念。其次,通过问卷调查和访谈的形式,深入调
随着高中各学科新课程标准体系的颁布,新一轮的课程改革拉开了序幕。本次新课改的一大特点在于各个学科都集中强调了学科核心素养的凝练,对培养学生的核心能力和关键品格进行了整理和精炼。21世纪科学教育界掀起了一股以学习进阶为关键词的变革热潮,学习进阶理论的不断融合和发展,为核心素养的凝练提供了一条重要途径。在这种背景下,“整合式进阶”应运而生,它对已经开发出来的学习进阶进行系统化,是一种将学科观念与关键能
锂离子电池由于具有电池工作电压高、能量密度高、使用寿命长、无记忆效应、无污染和自放电率低等优点,被广泛的用于手机、笔记本电脑等便携式电子设备。随着大型电网、电动汽车和可再生电站的发展,石墨负极(理论容量为372 mAhg-1)已无法满足高能量密度锂离子电池的需要。金属硫化物具有较高的比容量、资源丰富、制备工艺简单的优点,有望作为下一代高容量锂离子负极材料。然而,金属硫化物由于较低的导电性和循环过程
化纤生产中,喷丝板在长时间进行纺丝作业时,喷丝板面会形成结焦物需要定时清洁。针对目前自动化铲板系统的废丝收集系统存在:1.难以避免纺丝沾粘吸丝漏斗内壁面;2.对板面周围流场流速影响大,易造成板面温降大从而影响后续纺丝的弊端。本文提出一种新型喷丝板铲板系统设计方案,集丝系统采用螺旋吸丝——负压排丝的方式进行废丝处理。主要研究内容如下:1、提出一种不停丝工况下自动化铲板系统的设计方案,包括:拥有伸缩功