基于PLD溅射Al2O3薄膜的声表面波温度传感器的研究
2021-01-27周煦航梁晓瑞谭秋林
仪表技术与传感器 2020年12期
周煦航,郭 涛,梁晓瑞,谭秋林,甘 宇
(仪器科学与动态测试教育部重点实验室,中北大学,山西太原 030051)
0 引言
随着科技的进步,工业的快速发展,越来越多的行业对于耐高温器件的需求大大提高,尤其是在航空航天、汽车行业、冶金等领域中。声表面波器件具有无线无源的特性近些年得到了广泛的研究[1]。声表面波广泛应用于温度[2]、压力[3]、应变[4]环境的测量。现在我们选择能够承受恶劣条件的材料,能够在1 000 ℃的高温环境下性质不发生变化。
硅酸镓镧(LGS)作为新型压电材料比同类型石英大2~3倍的机电耦合系数,熔点为1 470 ℃,很适合制作温度稳定性好的声表面波器件。Pt作为贵金属,有较高的熔点(1 773 ℃),并且具有最大的化学惰性,很适应高温环境。Pt因为高温下良好的电导率成为高温环境下电极材料的优选。但是,Pt电极长时间工作在800 ℃以上高温环境中时会发生团聚、结块等现象[5]。根据文献[6]报道,受制于沉积条件的约束,制备的金属薄膜各原子移动受限,这使得薄膜处于一种非平衡的结构。因此,当温度足够高时,金属薄膜就会结块形成不连续的颗粒,导致叉指电极的断裂,从而器件失效。
随着对耐高温材料的研究深入,以Pt、Ir等贵金属材料因为其强度高、耐高温等优良性能比传统的Au、Al等电极材料有更高的熔点而被广泛应用于高温环境中[7],Pt金属对其他元素的亲和力非常弱,同时对氧化物基底的附着力也比较低,通常需要在Pt与基底之间加上一层粘附层来解决这一问题。……
登录APP查看全文
