一种柔性声表面波器件及制备方法技术

一种柔性声表面波器件，包括叉指换能器、反射栅、压电层薄膜和柔性衬底，所述压电层薄膜位于柔性衬底上，所述叉指换能器、反射栅位于所述压电层薄膜上。一种柔性声表面波器件的制备方法，包括以下步骤：(1)先配置疏水处理溶液；(2)制备柔性衬底；(3)制备PVDF薄膜；(4)将步骤(3)所制备的PVDF薄膜贴附在步骤(2)所制备的柔性衬底上；(5)在步骤(3)所制备的压电薄膜上沉积金薄膜制备叉指换能器和反射栅。本发明专利技术制备方法简单，器件小巧，性能卓越，适应各种使用环境，拥有广泛的应用前景。

A Flexible Surface Acoustic Wave Device and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种柔性声表面波器件及制备方法
本专利技术涉及一种声表面波(SurfaceAcousticWave，SAW)器件及制备方法，并涉及电子皮肤，高分子材料等领域。
技术介绍
声表面波是物理学家瑞利在研究地震过程中发现一种能量集中于地表面传播的声波。因此声表面波是一种沿着物体表面传输的一种弹性波，而声表面波器件则是利用声表面波进行各种复杂信号的处理。因此声表面波器件在生物传感，生物医疗，移动通信，雷达，航空航天，微流控等领域有着广泛的应用。而传统的声表面波器件大多制备在玻璃，硅，金刚石等硬性衬底，并且用传统的压电材料例如氧化锌，氮化铝等材料制备压电层。严重制约了声表面波的用途和产能。
技术实现思路
为了克服已有声表面波器件的适用性较差的不足，本专利技术提供了一种柔性声表面波器件及制备方法，制备方法简单，器件小巧，性能卓越，适应各种使用环境，拥有广泛的应用前景。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种柔性声表面波器件，包括叉指换能器、反射栅、压电层薄膜和柔性衬底，所述压电层薄膜位于柔性衬底上，所述叉指换能器、反射栅位于所述压电层薄膜上。进一步，所述压电层薄膜为PVDF高分子材料制成。再进一步，所述柔性衬底为PDMS高分子材料制成。所述叉指换能器为金薄膜制成。所述反射栅为金薄膜制成。一种柔性声表面波器件的制备方法，包括以下步骤：(1)先配置疏水处理溶液，将正庚烷，乙酸乙酯，十八烷基三甲氧基硅氧烷按照1000:50:20的比例配置成溶液，将该溶液倒进容器中浸泡；(2)将PDMS与交联剂按10:1比例混合均匀后，反复真空除气泡，将进行疏水处理的容器表面旋涂与交联剂混合均匀并且无明显气泡的PDMS；将涂有PDMS的硅模板放在鼓风干燥机中，60℃加热2小时。固化后，将容器与上的PDMS在水中剥离；(3)用电子天平称取P(VDF-TRFE)粉末0.5克将P(VDF-TRFE)和20毫升DMF放入锥形瓶中，进行磁力搅拌2小时待搅拌完成后，将溶液倒入至平底培养皿、将培养皿放入烘箱，60度鼓风干燥成膜后进行140度退火处理2小时；(4)将步骤(3)所制备的PVDF薄膜贴附在步骤(2)所制备的柔性衬底上；(5)在步骤(3)所制备的压电薄膜上沉积金薄膜制备叉指换能器和反射栅。本专利技术的有益效果主要表现在：不仅采用了一种柔性高分子材料(PDMS)作为声表面波器件的衬底，而且还采用一种压电性能更好，更柔软的材料(PVDF)作为声表面波器件的压电层。与传统声表面波器件对比，本专利技术不仅拥有柔性可拉伸的特点，而且由于PVDF的优越压电性能，使得本专利技术器件性能优于传统声表面波器件。本专利技术制备方法简单，器件小巧，性能卓越，适应各种使用环境，拥有广泛的应用前景。附图说明图1是声表面波器件结构示意图，其中包括：2-叉指换能器、1-反射栅、3-压电层薄膜、4-柔性衬底。图2是氮化铝，PVDF，氧化锌压电性能及杨氏模量对比，其中，★表示PVDF，▲表示氮化铝，■表示氧化锌。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1和图2，一种柔性声表面波器件，包括叉指换能器2、反射栅1、压电层薄膜3和柔性衬底4，所述压电层薄膜3位于柔性衬底4上，所述叉指换能器2、反射栅1位于所述压电层薄膜上3。进一步，所述压电层薄膜3为PVDF高分子材料制成，其厚度约为30μm。再进一步，所述柔性衬底4为PDMS高分子材料制成，其厚度约500μ米所述叉指换能器2为金薄膜制成，其厚度约为500nm。所述反射栅1为金薄膜制成，其厚度约为500nm。所述柔性声表面波器件其制备方法如下：(1)先配置疏水处理溶液，将正庚烷，乙酸乙酯，十八烷基三甲氧基硅氧烷按照1000:50:20的比例配置成溶液，将该溶液倒进容器中浸泡。(2)将PDMS与交联剂按10:1比例混合均匀后，反复真空除气泡。将进行疏水处理的容器表面旋涂与交联剂混合均匀并且无明显气泡的PDMS。将涂有PDMS的硅模板放在鼓风干燥机中，60℃加热2小时。固化后，将容器与上的PDMS在水中剥离；(3)用电子天平称取P(VDF-TRFE)粉末0.5克将P(VDF-TRFE)和20毫升DMF放入锥形瓶中，进行磁力搅拌2小时待搅拌完成后，将溶液倒入至平底培养皿、将培养皿放入烘箱，60度鼓风干燥成膜后进行140度退火处理2小时；(4)将步骤(3)所制备的PVDF薄膜贴附在步骤2所制备的柔性衬底上；(5)在步骤(3)所制备的压电薄膜上沉积金薄膜制备叉指换能器和反射栅。本实施例的工作原理如下：声表面波器件主要工作部分由压电薄膜和压电薄膜上的叉指换能器组成。如果在叉指换能器两端加入高频电信号，压电材料的表面会由于压电特性，产生和机械振动并且同时激发出与外加电信号频率相同的声表面波。这种声表面波会沿着材料表面传播。直到传播到下一区域的叉指换能器附近，则又转换成电信号。本说明书的实施例所述的内容仅仅是对专利技术构思的实现形式的列举，仅作说明用途。本专利技术的保护范围不应当被视为仅限于本实施例所陈述的具体形式，本专利技术的保护范围也及于本领域的普通技术人员根据本专利技术构思所能想到的等同技术手段。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性声表面波器件，其特征在于，所述器件包括叉指换能器、反射栅、压电层薄膜和柔性衬底，所述压电层薄膜位于柔性衬底上，所述叉指换能器、反射栅位于所述压电层薄膜上。

【技术特征摘要】
1.一种柔性声表面波器件，其特征在于，所述器件包括叉指换能器、反射栅、压电层薄膜和柔性衬底，所述压电层薄膜位于柔性衬底上，所述叉指换能器、反射栅位于所述压电层薄膜上。2.如权利要求1所述的一种柔性声表面波器件，其特征在于，所述压电层薄膜为PVDF高分子材料制成。3.如权利要求1或2所述的一种柔性声表面波器件，其特征在于，所述柔性衬底为PDMS高分子材料制成。4.如权利要求1或2所述的一种柔性声表面波器件，其特征在于，所述叉指换能器为金薄膜制成。5.如权利要求1或2所述的一种柔性声表面波器件，其特征在于，所述反射栅为金薄膜制成。6.一种如权利要求1所述的柔性声表面波器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)先配置疏水处理溶液，将正庚烷，乙酸乙酯，十八烷基三甲氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴化平，诸骏，刘振东，陈宇丹，
申请(专利权)人：宁海县浙工大科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：浙江,33