陆天海，费 超，徐大诚，于海涛

(1.苏州大学微纳传感技术研究中心，江苏苏州 215006;2.中国科学院上海微系统与信息技术研究所，传感技术国家重点实验室，上海 200050)

0 引言

随着对气敏材料研究的进一步深入，新型气敏材料的敏感性能表征显得越发重要。近几年，以MEMS技术为核心的谐振式微悬臂梁凭借集成化、小体积、高灵敏度、低噪声、实时性、低功耗等优势，逐渐成为气体分子吸脱附实验中的重要角色[1-2]。该方法将吸附在微悬臂梁上的气体分子质量的改变转变为其谐振频率的改变，再利用悬臂梁谐振频率的变化定量计算出实验中吸附功能材料的热力学、动力学参数[3]。由于气体分子吸脱附实验需要稳定的温度环境，定量计算需要精确的温度参数，因此温度控制的精确性及稳定性显得尤为关键。同时，较低的温度环境可以增加气体分子的吸附量，从而增大悬臂梁谐振频率变化量，提高整个系统的信噪比，在更宽温度范围评估气敏材料性能。

气敏材料吸脱附性能研究中大多使用ASAP 2020(Micromeritics，USA)[4]、STA 449(Netzsch，Germany)[5]、HWS-225L(北京时代新天测控技术，中国)等温控设备。这些温控仪器中加热与制冷系统常分开制作，导致设备体积增加、制作复杂度增加、功耗增加等。其中加热主要使用电加热和电阻丝加热，制冷主要使用循环水制冷、液氮制冷和压缩机制冷等方法。循环水制冷可达到的温度有限，并且制冷速度较慢；液氮制冷速度快，但是功耗大、成本高、运输困难、危险性高、低温不易控制；……