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本文主要研究Rayleigh波氢气传感器并对其结构与材料进行优化以提高其在室温下的灵敏度,从而实现室温下的声表面波氢气传感。主要内容分为三部分:(1)Rayleigh波氢气传感器的结构设计;(2)基于三氧化钨敏感薄膜的Rayleigh波氢气传感器研究;(3)基于氧化铟敏感薄膜的Rayleigh波氢气传感器研究。全文采用两种敏感薄膜,利用不同的制备方法和条件对其氢敏性能进行优化,研制了室温下工作的氢气传感器,并进行了氢气传感试验,获得了较高的灵敏度,并详细分析了不同溅射法制备出薄膜氢气敏感性能差异的原因,为超声波氢气传感器的实用化打下了基础。 论文主要由五个部分组成: 第一章,简要回顾了国内外超声波气体传感器的研究历史和现状,介绍了其优点以及不足之处;介绍了作为敏感层的三氧化钨薄膜和氧化铟薄膜的气敏特性及制备方法的研究进展;最后对声表面波氢气传感器的研究进展进行了简单综述。在本章的最后给出本文所研究内容和论文的基本框架。 第二章,简单介绍Rayleigh波传感器,主要内容分为三个部分:1、Rayleigh波器件中基底材料的选择;2、叉指换能器的设计和制作等问题;3、研制出以128(°)YX-LiNbO3为基底的Rayleigh波传感器系统。 第三章,利用溶胶凝胶法和射频磁控溅射法制备了具有氢敏特性的三氧化钨薄膜,主要内容分为以下六个部分:1、简要的介绍关于三氧化钨薄膜的气敏性质的研究;2、采用溶胶凝胶法制备三氧化钨薄膜;3、采用射频磁控溅射法制备三氧化钨薄膜;4、对基于两种方法制成三氧化钨薄膜的传感器进行了氢气传感实验,比较其氢敏性能;5、分别用x射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对WO3敏感膜化学特性和表面形貌进行了定征,初步分析了影响WO3敏感膜氢敏性能的原因;6、对实验中出现的半导体薄膜WO3与还原性气体反应时出现的频率上升的反常现象进行了初步分析和探讨。 第四章,采用射频溅射法制备的氧化铟薄膜作为氢敏材料,研制氢气传感器。主要内容有:1、分别利用射频二极管溅射法(无磁)和射频磁控溅射法在相同溅射条件下制备氧化铟,并进行了氢气传感试验,两者分别在相对较低氢气浓度下和较高氢气浓度下获得了极佳的氢气传感效果;2、为了分析造成两种薄膜氢敏性能差异的原因,分别用AFM,XRD和XPS对两种薄膜的表面形貌和内部结构进行了定征,详细分析了两种敏感薄膜氢敏性能差异的原因。 最后,第五章对全文进行了总结。