随着科技的日益快速发展,传感器作为信息获取的源头,其作用和地位愈加重要。石英晶体微天平（Quartz crystal microbalance,QCM）作为一类十分重要的质量传感器,目前,在很多领域获得了广泛应用。本文以QCM传感器质量灵敏度的关键技术为研究对象,通过深入研究QCM的传感机理,并结合有限元仿真技术,揭示了决定QCM传感器质量灵敏度的关键因素,提出了通过优化电极结构设计来提高QCM传感器质量灵敏度的方法;针对非对称电极构型QCM质量灵敏度理论计算复杂性问题,提出了一种基于电化学电镀的方法,建立了三电极电化学电镀实验平台,测量了该非对称电极构型QCM的质量灵敏度,并指出该方法可以进行推广使用,进而测量其他电极构型QCM的质量灵敏度,也即此方法具有普遍适用性。本文主要研究工作和创新点如下:第一,本文深入研究了QCM的传感机理,并结合详细的理论推导,揭示了QCM质量灵敏度及其分布与石英晶体谐振器质点位移振动幅度及其分布之间的关系。接着,基于石英晶体谐振器的Mason等效电路模型和BVD等效电路模型对谐振器质点位移振动方程进行了详细的理论推导,这为采用有限元方法对QCM质量灵敏度及其分布的分析提供了理论依据。第二,通过有限元方法并结合Comsol软件仿真,给出了QCM质点位移振动幅度分布和石英晶体内电势分布的切面图,并结合QCM质量灵敏度分布与其质点位移振幅分布之间的关系,分析并给出了QCM质量灵敏度分布。接着,通过传统对称电极构型QCM和非对称环形电极构型QCM质量灵敏度分布的仿真分析,发现了环形电极构型QCM的质量灵敏度分布更均匀。第三,由于经典的Sauerbrey方程并未考虑到QCM电极材料对其质量灵敏度的影响,因此有必要研究不同电极材料的QCM的质量灵敏度。通过研究和对比金电极和银电极QCM的质量灵敏度,发现了金电极QCM质量灵敏度明显高于银电极QCM质量灵敏度,进而指出了QCM电极材料对其质量灵敏度具有重要影响。接着,研究了同一电极材料情况下电极厚度尺寸对其质量灵敏度的影响。第四,本文针对非对称电极构型QCM质量灵敏度理论计算高度复杂性的问题,提出了一种基于电化学电镀测量QCM质量灵敏度的方法,建立了三电极电化学电镀实验平台,测量了非对称电极构型QCM质量灵敏度,并结合SEM、AFM和XRD技术分析了铜薄膜的表面形貌和薄膜表面的洁净度。接着,采用电化学电镀的方法测量了传统对称电极QCM的质量灵敏度,进而指出该方法可以推广测量其他电极构型QCM的质量灵敏度,即采用电化学电镀来测量QCM质量灵敏度的方法具有普遍适用性。