[实用新型]一种复合结构的超高灵敏度声表面波紫外传感器

说明书

本实用新型公开了一种复合结构的高灵敏度声表面波紫外传感器，传感器结构从下至上依次为：压电衬底；电极层(叉指换能器和反射栅)，ZnO纳米线/石墨烯量子点复合结构敏感层。相比于传统声表面波紫外传感器，复合结构的高灵敏度声表面波紫外传感器由于ZnO纳米线/石墨烯量子点复合结构在受到紫外辐射时电导率变化更大，使得声表面波的电声耦合作用增强，频率偏移增大，提高声表面波灵敏度。所述叉指换能器的波长为50nm～400μm，金属化率为0.1～0.9。本实用新型的有益效果如下：超高灵敏、易于检测以及工艺简单。

【技术领域】

本实用新型涉及声学技术中声表面波传感器，尤其涉及一种复合结构的高灵敏度声表面波紫外传感器。

【背景技术】

紫外传感器在人体护肤、军事导弹预警、海上破雾引航、野外火灾遥感及生化检测等方面具有广泛的应用前景。基于声表面波技术(surface acoustic wave,SAW)的紫外传感器由于响应速度快、灵敏度高、抗干扰能力强、制作简单、具有可重复性、可实现无线无源等众多优势，成为近年来紫外探测领域的的热点。

SAW紫外传感器是属于光—声—电三种物理场相互耦合的一种器件，当紫外光照射时，SAW谐振频率或相位等发生改变，通过探测频率、相位偏移可以反推紫外光大小。传统的SAW紫外传感器灵敏度偏低，为此很多研究者会在声波传播区域沉积一层高灵敏度氧化锌(ZnO)紫外敏感膜(如ZnO纳米棒、纳米线、纳米花等)来增加SAW紫外灵敏度，但未见采用ZnO/石墨烯(garphene)量子点来提高SAW灵敏度。2014年叶小亮报道了ZnO/Graphene纳米复合材料相较于纯粹ZnO纳米线可以提高紫外吸收效率，但并没有制备基于此的SAW紫外探测器。考虑到ZnO/Graphene纳米复合材料可以提高电导率，如果将其制备在SAW上，当声波传播时，较大的电导率变化有可能增强SAW的电声耦合，增大SAW频率偏移，提高SAW紫外探测敏感度，为此本实用新型提出一种复合结构的高灵敏度声表面波紫外传感器。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是公开一种复合结构的高灵敏度声表面波紫外传感器，利用ZnO纳米线/石墨烯量子点复合结构的紫外响应电导变化大的特点，增强SAW的电声耦合，提高SAW紫外探测灵敏度。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种复合结构的超高灵敏度声表面波紫外传感器，包括压电衬底1，压电衬底1上覆盖有电极层，电极层包括叉指换能器2，叉指换能器2外侧安装有反射栅3，叉指换能器2上覆盖有ZnO纳米线/石墨烯量子点复合结构敏感层4。

进一步的改进，所述叉指换能器2为两个，两个叉指换能器2处于压电衬底1中部相对设置，一个ZnO纳米线/石墨烯量子点复合结构敏感层4覆盖在两个叉指换能器2上。

进一步的改进，所述压电衬底为铌酸锂压电衬底、钽酸锂压电衬底、石英压电衬底、锆钛酸铅压电衬底或聚偏氟乙烯压电衬底。

进一步的改进，所述反射栅为开路反射栅或者短路反射栅。

进一步的改进，叉指换能器2和反射栅3的制作材料为铝、金、银、铜、铬、钼、镍、钛、钨、掺铝氧化锌、氧化铟、银纳米线、二硫化钼、石墨烯或氧化铟锡制成。

进一步的改进，所述叉指换能器2和反射栅3的厚度为1nm～300nm

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。下文描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本一种复合结构的高灵敏度声表面波紫外传感器实用新型的结构示意图；