JPWO2010021100A1 - 弾性表面波センサー装置 - Google Patents
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Abstract
特定の検出対象を高精度に検出することができ、経済的に優れた弾性表面波センサー装置を提供する。弾性表面波センサー装置100は、圧電基板110と、圧電基板110上に形成されたくし歯状電極130とを有し、出力信号の変化によって特定の検出対象を検出する弾性表面波センサー装置である。くし歯状電極130の少なくとも一部は、導電性を有し、かつ、前記特定の検出対象に感応する感応性材料により形成されている。
Description
本発明は、弾性表面波センサー装置に関し、詳しくは、圧電基板と、圧電基板に形成されたくし歯状電極を有し、出力信号の変化によって特定の検出対象を検出する弾性表面波センサー装置に関する。
従来、弾性表面波を用いた様々なセンサー装置が提案されている。例えば下記の特許文献1には、図11及び図12に示す構造を備えた弾性表面波センサー装置200が開示されている。
図11及び図12に示すように、弾性表面波センサー装置200は、圧電基板210上に形成されたくし歯状電極220及び反射器230と、くし歯状電極220及び反射器230の上に配置されており、特定物質と反応する自己組織化単分子膜である反応膜240とを有する。この弾性表面センサー装置200では、特定物質に反応膜240が反応することに起因する出力信号の周波数変化に基づいて特定物質の検出が行われる。
図11、図12に示す弾性表面波センサー装置200では、くし歯状電極220と反射器230の上に形成された反応膜240に検出対象物質が接触すると、特定物質の状態に応じて反応膜240に検出対象物質が吸着する。検出対象物質を吸着すれば反応膜240の質量が増加する。この変化に伴って反応膜240の下に位置するくし歯状電極220と反射器230への付加質量が増加し、伝搬する弾性波の伝搬速度が低下する。弾性波の伝搬速度変化に基づく出力信号の周波数の変化として出力することが可能になる。この出力信号の周波数の変化に基づいて、検出対象の特定物質の有無、あるいは、濃度等の検出が可能である。
しかしながら、弾性表面波センサー装置200では、くし歯状電極220上に反応膜240が形成されているため、製造工程が複雑で、経済的でなく、ばらつきも大きくなる。また、くし歯状電極を介して反応膜の影響が圧電基板表面に伝達するため、センサー感度が十分得られない課題があった。
そこで、本発明は、このような問題点を解決し、特定の検出対象を高精度に検出でき、経済的に優れた弾性表面波センサー装置を提供することを目的とする。
本発明のある広域な特定の局面では、弾性表面波センサー装置は、圧電基板と、圧電基板上に形成されたくし歯状電極とを有し、出力信号の変化によって特定の検出対象を検出する弾性表面波センサー装置であって、くし歯状電極の少なくとも一部は、導電性を有し、かつ、特定の検出対象に感応する感応性材料により形成されている。この構成によれば、感応膜の物性変化が直接圧電基板表面に伝達されるため、センサー感度の向上が達成される。
本発明のある特定の局面では、圧電基板上に形成された反射器をさらに備えている。
本発明の他の広域な特定の局面では、弾性表面波センサー装置は、圧電基板と、圧電基板上に形成されたくし歯状電極と、圧電基板上に形成された反射器とを有し、出力信号の変化によって特定の検出対象を検出する弾性表面波センサー装置であって、反射器の少なくとも一部は、特定の検出対象に感応する感応性材料により形成されている。この構成によれば、感応性材料の導電性は必須ではなく、感応性材料の選択幅が広がり、より適切な材料を選択することができ、より高精度なセンサーを得ることができる。
本発明の他の特定の局面では、反射器を形成する感応性材料が導電性を有する。この構成によれば、反射係数を大きくとることが可能となり、反射器本数が少なくでき、素子サイズを小さくできる。
本発明の別の特定の局面では、くし歯状電極または反射器が圧電基板と接している。
本発明のさらに他の特定の局面では、くし歯状電極及び反射器のうちの少なくとも一方の全体が、感応性材料により形成されている。この構成によれば、センサー感度をより向上させることができる。
本発明のさらに別の特定の局面では、くし歯状電極と反射器とのそれぞれの全体が、感応性材料により形成されている。この構成によれば、センサー感度をより向上させることができ、また製造プロセスの簡素化、コストの低減に効果がある。
本発明のまた他の特定の局面では、反射器の全体が、感応性材料により形成されている。この構成によれば、センサー感度をより向上させることができる。
本発明のまた別の特定の局面では、くし歯状電極及び反射器は、互いに異なる種類の感応性材料により形成されている部分を有する。この場合、例えば、検出可能温度範囲の異なる複数種類の感応性材料を用いることにより、弾性表面波センサー装置の検出可能温度範囲を拡大することができる。また、例えば、検出対象が異なる複数種類の感応性材料を用いることにより、ひとつの弾性表面波センサー装置により複数種類の検出対象の検出が可能となる。従って、弾性表面波センサー装置の多機能化、小型化を図ることができる。
本発明のまたさらに他の特定の局面では、弾性表面波センサー装置は、くし歯状電極を複数備え、複数のくし歯状電極には、互いに異なる種類の前記感応性材料により形成されている複数種類のくし歯状電極が含まれている。
本発明のまたさらに別の特定の局面では、弾性表面波センサー装置は、反射器を複数備え、複数の反射器には、互いに異なる種類の前記感応性材料により形成されている複数種類の反射器が含まれている。
本発明のさらにまた他の特定の局面では、互いに異なる種類の感応性材料は、感応する検出対象が相互に異なる。
本発明において、検出対象は、特に限定されないが、検出対象の好ましい例としては、水素、窒素酸化物、一酸化炭素等の少なくとも一種を含む流体が挙げられ、中でも水素を含む流体がさらに好ましい。検出対象が水素を含む流体である場合、感応性材料の具体例としては、水素吸蔵金属あるいは水素吸蔵合金が挙げられる。水素吸蔵金属の具体例としては、例えば、Ti,Pdなどが挙げられる。また、水素吸蔵合金の具体例としては、例えば、Ni−Pd、TiFe及びMg−Ni等が挙げられる。本発明に係る弾性波表面波センサー装置では、検出対象に適した感応性材料を選択することで、特定の検出対象を高精度に検出でき、経済的に優れた弾性表面波センサー装置を提供することができる。
なお、感応性材料とは、特定の物質に感応する材料である。感応性材料は、例えば、特定の物質に感応して物性が変化する材料であってもよいし、触媒効果により特定の物質に作用する材料であってもよい。より具体的には、感応性材料は、例えば、特定の物質を吸蔵、吸着、放出し、物性が変化する材料、特定の物質と相互作用し、物性が変化する材料などであってもよい。
なお、感応性材料の物性の変化は、例えば、抵抗値変化や質量変化などであり、くし歯状電極において発生する弾性表面波の伝搬損失や伝搬速度などの弾性波の特性に影響を及ぼすものである限りにおいて特に限定されない。
本発明では、くし歯状電極の少なくとも一部が、導電性を有し、かつ、特定の検出対象に感応する感応性材料により形成されているか、反射器の少なくとも一部が特定の検出対象に感応する感応性材料により形成されているため、くし歯状電極や反射器の上に反応膜が形成された弾性表面波センサー装置と比べ、製造工程を簡略化することができる。このため、複数の製造工程で累積する精度ばらつきが小さくなる。また感応性材料が圧電基板に直接作用するため、高感度で経済的に優れた弾性表面波センサーを提供することが可能となる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る2ポート共振子型の弾性表面波センサー装置の模式的平面図である。図2は、図1中のA−A線に沿う電極構造を示す概略断面図である。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る2ポート共振子型の弾性表面波センサー装置の模式的平面図である。図2は、図1中のA−A線に沿う電極構造を示す概略断面図である。
図1及び図2に示す弾性表面波センサー装置100は、出力信号の変化によって特定の検出対象を検出する装置である。図1及び図2に示すように、弾性表面波センサー100は、圧電基板110と、圧電基板110上に形成されている4つのくし歯状電極130及び一対のグレーティング反射器150とを備えている。4つのくし歯状電極130は、2対のくし歯状電極対を構成している。各くし歯状電極対は、IDT電極を構成している。一対の反射器150は、2対の櫛歯状電極対を挟み込むように配置されている。すなわち、一対の反射器150は、4つのくし歯状電極130により構成されている2つのIDT電極が設けられている領域の弾性波伝搬方向両側に配置されている。
本実施形態では、くし歯状電極130と、反射器150とは、導電性を有し、特定の検出対象に感応する感応性材料により形成されている。
なお、本実施形態では、具体的には、くし歯状電極130と反射器150とのそれぞれの全体が、上記感応性材料により形成されている。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、くし歯状電極130の一部及び反射器150の一部のうちの一方を感応性材料以外の材料により形成してもよい。その場合は、くし歯状電極130の一部及び反射器150の一部を導電性材料により形成することが好ましい。また、例えば、くし歯状電極130及び反射器150のうちの一方の全体を感応性材料以外の材料により形成してもよい。また、反射器150を、導電性を有さない感応性材料により形成してもよい。
なお、本実施形態では、具体的には、くし歯状電極130と反射器150とのそれぞれの全体が、上記感応性材料により形成されている。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、くし歯状電極130の一部及び反射器150の一部のうちの一方を感応性材料以外の材料により形成してもよい。その場合は、くし歯状電極130の一部及び反射器150の一部を導電性材料により形成することが好ましい。また、例えば、くし歯状電極130及び反射器150のうちの一方の全体を感応性材料以外の材料により形成してもよい。また、反射器150を、導電性を有さない感応性材料により形成してもよい。
本実施形態では、圧電基板110は、水晶により形成されている。具体的には、圧電基板110は、36度〜60度Yカット90度X方向伝搬の水晶基板により構成されている。但し、本発明において、圧電基板110は、特に限定されない。圧電基板110は、例えば、LiTaO3,LiNbO3などの他の圧電単結晶により形成されていてもよい。また、圧電基板110はPZT系セラミックスのような圧電セラミックスにより形成されてもよい。
弾性表面波センサー装置100の製造方法は特に限定されず、例えば、圧電基板110に感応性材料によりくし歯状電極130および反射器150を公知の形成方法に従って形成することにより弾性表面波センサー装置100を製造することができる。くし歯状電極130及び反射器150の形成方法の具体例としては、例えば、スパッタリング法、蒸着法またはメッキ法等の薄膜形成方法などが挙げられる。
くし歯状電極130および反射器150の厚みは、特に限定されない。くし歯状電極130および反射器150の厚みは、例えば、5nm〜200nm程度とすることができる。
なお、くし歯状電極130および反射器150の圧電基板110への密着性を高めるため、Cr,Tiなどからなる密着層を、くし歯状電極130および反射器150と圧電基板110との間に形成してもよい。密着層は、例えば、スパッタリング法、蒸着法またはメッキ法等の薄膜形成方法により形成することができる。密着層の厚さは、例えば、5nm〜10nm程度とすることができる。
なお、くし歯状電極130および反射器150の圧電基板110への密着性を高めるため、Cr,Tiなどからなる密着層を、くし歯状電極130および反射器150と圧電基板110との間に形成してもよい。密着層は、例えば、スパッタリング法、蒸着法またはメッキ法等の薄膜形成方法により形成することができる。密着層の厚さは、例えば、5nm〜10nm程度とすることができる。
弾性表面波センサー装置100では、水素吸蔵金属の一種であるPdによりくし歯状電極130および反射器150が形成されている。このため、水素を含有する検出対象がくし歯状電極130および反射器150に接触すると、水素がくし歯状電極130および反射器150に吸蔵される。
次に、弾性表面波センサー装置100を用いて、水素を検出する方法を説明する。まず、所定の濃度で水素を含有する標準検体Aと、水素を含有しない標準検体Bを用意する。次に、弾性表面波センサー装置100を標準検体Aと標準検体Bのそれぞれに接触させた場合の弾性表面波センサー装置100の出力信号の周波数を測定する。
次に、水素の含有濃度が未知である検体Cを弾性表面波センサー装置100に接触させた場合の弾性表面波センサー装置100の出力信号の周波数を測定する。
次に、水素の含有濃度が未知である検体Cを弾性表面波センサー装置100に接触させた場合の弾性表面波センサー装置100の出力信号の周波数を測定する。
しかる後、水素を含有する標準検体Aと水素を含有しない標準検体Bとの測定結果と、未知の検体Cの測定結果とを比較することにより、検体Cに含まれる水素の有無及び濃度を検出することができる。
また、あらかじめ検量線を作成しておけば、未知の検体の測定を行うことのみにより検体中の水素濃度を検出することができる。すなわち、未知の検体の測定結果と検量線とを比較することにより検体中の水素濃度を検出することができる。
なお、検量線は、以下の手順で作製することができる。まず、あらかじめ既知濃度の水素を含有する複数の標準検体を用意する。それら複数の標準検体のそれぞれを弾性表面波センサー装置100に接触させたときの出力信号の周波数を測定する。そして、測定結果に基づいて、検量線を作成することができる。
弾性表面波センサー装置100に検体が接触したときの出力信号の周波数を測定するには、まず、弾性表面波センサー装置100に発振回路を接続する。次に、くし歯状電極130によって弾性表面波を励振し、そのときの弾性表面波センサー装置100の出力信号の周波数を、周波数測定器などを用いて測定すればよい。
なお、第1の実施形態では、感応性材料として水素吸蔵金属であるPd用いる場合について説明した。但し、本発明において、感応性材料は、Pdに限定されない。感応性材料は、例えば、Pd以外の水素を吸蔵する有機材料や無機材料であってもよい。Pd以外の水素を吸蔵する無機材料としては、例えば、Ni,Niなどの水素吸蔵金属やTiFeまたはMg−Niなどの水素吸蔵合金などが挙げられる。
また、感応性材料は、特定の検出対象の種類に応じて適宜選択することができる。例えば、一酸化炭素を検出する場合は、感応性材料を、例えば、ZnO,SnOまたはPtなどの材料とすることができる。また、窒素酸化物を検出する場合は、感応性材料を、例えば、ZrO2などの材料とすることができる。
また、本実施形態では、感応性材料で形成されたくし歯状電極130と反射器150とが圧電基板110と接している例について説明したが、本発明は、この構成に限定されない。例えば、くし歯電極はAlなどの一般の電極と、導電性をもつ感応性材料の積層一体構造としても良い。この場合、感応性材料は直接圧電基板110に接していない。
以下、本発明を実施した好ましい形態の他の例について説明する。なお、以下の説明において、上記第1の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
(第2の実施形態)
図3は、本実施形態の弾性表面波センサー装置の概略平面図である。上記第1の実施形態では、2ポート共振子型の弾性表面波センサー装置を例に挙げて説明したが、本発明において、弾性表面波センサー装置は、2ポート共振子型の弾性表面波センサー装置に限定されない。例えば、図3に示すように、弾性表面波センサー装置は、感応性材料1ポート共振子型の弾性表面波センサー装置であってもよい。
(第2の実施形態)
図3は、本実施形態の弾性表面波センサー装置の概略平面図である。上記第1の実施形態では、2ポート共振子型の弾性表面波センサー装置を例に挙げて説明したが、本発明において、弾性表面波センサー装置は、2ポート共振子型の弾性表面波センサー装置に限定されない。例えば、図3に示すように、弾性表面波センサー装置は、感応性材料1ポート共振子型の弾性表面波センサー装置であってもよい。
(第3の実施形態)
図4は、本実施形態の弾性表面波センサー装置の概略平面図である。上記第1及び第2の実施形態では、反射器を有する弾性表面波センサー装置を例に挙げて説明したが、本発明は、反射器を有する弾性表面波センサー装置に限定されない。例えば、図4に示すように、弾性表面波センサー装置は、互いに間挿し合う2つのくし歯状電極130により構成される2つのIDT電極間に伝搬路を備える、いわゆるトランスバーサル型の弾性表面波センサー装置であってもよい。
図4は、本実施形態の弾性表面波センサー装置の概略平面図である。上記第1及び第2の実施形態では、反射器を有する弾性表面波センサー装置を例に挙げて説明したが、本発明は、反射器を有する弾性表面波センサー装置に限定されない。例えば、図4に示すように、弾性表面波センサー装置は、互いに間挿し合う2つのくし歯状電極130により構成される2つのIDT電極間に伝搬路を備える、いわゆるトランスバーサル型の弾性表面波センサー装置であってもよい。
(第4及び第5の実施形態)
図5は、第4の実施形態の弾性表面波センサー装置の概略平面図である。また、図6は、第5の実施形態の弾性表面波センサー装置の概略平面図である。
図5は、第4の実施形態の弾性表面波センサー装置の概略平面図である。また、図6は、第5の実施形態の弾性表面波センサー装置の概略平面図である。
上記第1〜第3の実施形態では、IDT電極を構成するくし歯状電極及び反射器の両方が導電性感応性材料により形成されている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図5に示すように、感応性材料により形成されたくし歯状電極130に替えて、感応性材料ではない導電性材料により形成されたくし歯状電極140を設けてもよい。この場合、IDT電極の抵抗値を比較的低くしやすい。
なお、くし歯状電極140を形成するための導電性材料の具体例としては、例えば、AlやAuなどが挙げられる。
なお、くし歯状電極140を形成するための導電性材料の具体例としては、例えば、AlやAuなどが挙げられる。
また、図6に示すように、導電性感応性材料により形成された反射器150に替えて、導電性を有さない感応性材料により形成された反射器160を設けてもよい。この場合、反射器160の材料の選択の幅が広がり、例えば、特定の検出対象に合わせてZrO2等の金属酸化物等などのより検出に好適な材料を選択できるため、特定の検出対象をより高精度に検出することが可能となる。
(第6の実施形態)
図7は、本実施形態の弾性表面波センサー装置の概略平面図である。
上記第1の実施形態では、2つのIDT電極及び一対の反射器のそれぞれの全体が導電性感応性材料により形成されている例について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されない。例えば、図7に示すように、2つのIDT電極及び一対の反射器のうちの少なくともひとつに、感応性材料により形成されていない部分が設けられていてもよい。すなわち、2つのIDT電極及び一対の反射器のうちの少なくともひとつは、感応性材料により形成されている部分と、感応性材料により形成されていない部分とを有していてもよい。例えば、2つのIDT電極及び一対の反射器のうちの少なくともひとつは、感応性材料により形成されている電極指と、感応性材料により形成されていない電極指とを有していてもよい。
図7は、本実施形態の弾性表面波センサー装置の概略平面図である。
上記第1の実施形態では、2つのIDT電極及び一対の反射器のそれぞれの全体が導電性感応性材料により形成されている例について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されない。例えば、図7に示すように、2つのIDT電極及び一対の反射器のうちの少なくともひとつに、感応性材料により形成されていない部分が設けられていてもよい。すなわち、2つのIDT電極及び一対の反射器のうちの少なくともひとつは、感応性材料により形成されている部分と、感応性材料により形成されていない部分とを有していてもよい。例えば、2つのIDT電極及び一対の反射器のうちの少なくともひとつは、感応性材料により形成されている電極指と、感応性材料により形成されていない電極指とを有していてもよい。
具体的には、図7に示すように、本実施形態では、2つのIDT電極121,122のうち、一方のIDT電極122が、導電性感応性材料からなる一対のくし歯状電極130により構成されており、他方のIDT電極121が、一部が導電性感応性材料からなり、残りの一部が感応性材料以外の材料からなる一対のくし歯電極141により構成されている。すなわち、くし歯電極141は、導電性感応性材料からなる部分141aと、感応性材料以外の材料からなる部分141bとを有する。なお、図7においては、説明の便宜上、部分141aと、後述の部分161aとには、ハッチングを附している。
また、本実施形態では、一対の反射器のうちの一方が導電性感応性材料からなる反射器150により構成されており、他方の反射器は、一部が導電性感応性材料からなり、残りの一部が感応性材料以外の材料からなる反射器161により構成されている。すなわち、反射器161は、導電性感応性材料からなる部分161aと、感応性材料以外の材料からなる部分161bとを有する。
本実施形態の場合、くし歯電極141の導電性感応性材料からなる部分141aと、感応性材料以外の材料からなる部分141bとの比率や、反射器161の導電性感応性材料からなる部分161aと、感応性材料以外の材料からなる部分161bとの比率を変更することによって、弾性表面波センサー装置の感度を調整することができる。
(第7〜9の実施形態)
上記第1の実施形態では、2つのIDT電極と一対の反射器とが同一種類の導電性感応性材料により形成されている場合について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されない。例えば、くし歯状電極及び反射器には、互いに異なる種類の感応性材料により形成されている部分が存在してもよい。具体的には、複数のくし歯状電極が設けられており、それら複数のくし歯状電極には、互いに異なる種類の感応性材料により形成されている複数種類のくし歯状電極が含まれていてもよい。また、複数の反射器が設けられており、それら複数の反射器には、互いに異なる種類の感応性材料により形成されている複数種類の反射器が含まれていてもよい。これらの場合、互いに異なる種類の感応性材料は、感応する検出対象が同じものであってもよいし、感応する検出対象が相互に異なるものであってもよい。互いに異なる種類の感応性材料が、感応する検出対象が同じものである場合は、例えば、互いに異なる種類の感応性材料は、検出可能温度範囲などの検出特性が異なるものであることが好ましい。
上記第1の実施形態では、2つのIDT電極と一対の反射器とが同一種類の導電性感応性材料により形成されている場合について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されない。例えば、くし歯状電極及び反射器には、互いに異なる種類の感応性材料により形成されている部分が存在してもよい。具体的には、複数のくし歯状電極が設けられており、それら複数のくし歯状電極には、互いに異なる種類の感応性材料により形成されている複数種類のくし歯状電極が含まれていてもよい。また、複数の反射器が設けられており、それら複数の反射器には、互いに異なる種類の感応性材料により形成されている複数種類の反射器が含まれていてもよい。これらの場合、互いに異なる種類の感応性材料は、感応する検出対象が同じものであってもよいし、感応する検出対象が相互に異なるものであってもよい。互いに異なる種類の感応性材料が、感応する検出対象が同じものである場合は、例えば、互いに異なる種類の感応性材料は、検出可能温度範囲などの検出特性が異なるものであることが好ましい。
図8は、第7の実施形態の弾性表面波センサー装置の概略平面図である。図8に示すように、第7の実施形態では、IDT電極123,124が、弾性表面波伝搬方向に沿って設けられている。IDT電極123は、互いに間挿し合う一対のくし歯状電極130a、130bにより構成されている。また、IDT電極124は、互いに間挿し合う一対のくし歯状電極130c、130dにより構成されている。本実施形態では、くし歯状電極130a、130bと、くし歯状電極130c、130dとは、互いに異なる種類の導電性感応性材料により形成されている。
例えば、くし歯状電極130a、130bと、くし歯状電極130c、130dとは、同じ物質に感応する感応性材料であるものの、検出可能温度範囲が相互に異なる感応性材料により形成されている。このため、くし歯状電極130a、130bと、くし歯状電極130c、130dとを同一種類の感応性材料により形成した場合と比較して、特定の検出対象の検出可能温度範囲を拡大することができる。
なお、検出可能温度範囲が相互に異なる感応性材料の例としては、例えば、検出対象が水素である場合は、PdとMgNiなどが挙げられる。
また、例えば、くし歯状電極130a、130bと、くし歯状電極130c、130dとは、異なる物質に感応する導電性感応性材料により形成されている。具体的には、例えば、くし歯状電極130a、130bが、Pdなどの水素に感応する感応性材料により形成されており、くし歯状電極130c、130dが、Ptなどの一酸化炭素に感応する感応性材料により形成されている。このため、複数種類の検出対象の検出が可能となっており、弾性表面波センサー装置を多機能化、小型化、低消費電力化できる効果がある。
また、例えば、くし歯状電極130a、130bと、くし歯状電極130c、130dとは、異なる物質に感応する導電性感応性材料により形成されている。具体的には、例えば、くし歯状電極130a、130bが、Pdなどの水素に感応する感応性材料により形成されており、くし歯状電極130c、130dが、Ptなどの一酸化炭素に感応する感応性材料により形成されている。このため、複数種類の検出対象の検出が可能となっており、弾性表面波センサー装置を多機能化、小型化、低消費電力化できる効果がある。
図9は、第8の実施形態の弾性表面波センサー装置の概略平面図である。図9に示すように、第8の実施形態では、IDT電極123,124のそれぞれの一方のくし歯状電極130a、130cと、他方のくし歯状電極130b、130dとが相互に異なる導電性感応性材料により形成されている。この場合も、上記第7の実施形態と同様に、弾性表面波センサー装置の性能向上、多機能化、小型化、低消費電力化を図ることができる。
図10は、第9の実施形態の弾性表面波センサー装置の概略平面図である。図10に示すように、第9の実施形態では、2対のくし歯状電極により構成されている2つのIDT電極の弾性波伝搬方向の両側に配置されている一対のグレーティング反射器150a、150bが、相互に異なる種類の感応性材料により形成されている。この場合も、上記第7の実施形態と同様に、弾性表面波センサー装置の性能向上、多機能化、小型化、低消費電力化を図ることができる。
なお、本実施形態においては、グレーティング反射器150a、150bは、導電性を有する感応性材料により形成されていてもよいし、導電性を有さない感応性材料により形成されていてもよい。
なお、本実施形態においては、グレーティング反射器150a、150bは、導電性を有する感応性材料により形成されていてもよいし、導電性を有さない感応性材料により形成されていてもよい。
100…弾性表面波センサー装置
110…圧電基板
121,122,123,124…IDT電極
130,130a,130b,130c,103d,140,141…くし歯状電極
141a…くし歯状電極のうち感応性材料により形成されている部分
141b…くし歯状電極のうち感応性材料以外の材料により形成されている部分
150,160,161…反射器
161a…反射器のうち感応性材料により形成されている部分
161b…反射器のうち感応性材料以外の材料により形成されている部分
170…反応膜
110…圧電基板
121,122,123,124…IDT電極
130,130a,130b,130c,103d,140,141…くし歯状電極
141a…くし歯状電極のうち感応性材料により形成されている部分
141b…くし歯状電極のうち感応性材料以外の材料により形成されている部分
150,160,161…反射器
161a…反射器のうち感応性材料により形成されている部分
161b…反射器のうち感応性材料以外の材料により形成されている部分
170…反応膜
Claims (14)
- 圧電基板と、前記圧電基板上に形成されたくし歯状電極とを有し、出力信号の変化によって特定の検出対象を検出する弾性表面波センサー装置であって、
前記くし歯状電極の少なくとも一部は、導電性を有し、かつ、前記特定の検出対象に感応する感応性材料により形成されていることを特徴とする、弾性表面波センサー装置。 - 前記圧電基板上に形成された反射器をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の弾性表面波センサー装置。
- 圧電基板と、前記圧電基板上に形成されたくし歯状電極と、前記圧電基板上に形成された反射器とを有し、出力信号の変化によって特定の検出対象を検出する弾性表面波センサー装置であって、
前記反射器の少なくとも一部は、前記特定の検出対象に感応する感応性材料により形成されていることを特徴とする、弾性表面波センサー装置。 - 前記感応性材料が導電性を有することを特徴とする、請求項3に記載の弾性表面波センサー装置。
- 前記くし歯状電極または前記反射器が前記圧電基板と接していることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の弾性表面波センサー装置。
- 前記くし歯状電極及び前記反射器のうちの少なくとも一方の全体が、前記感応性材料により形成されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の弾性表面波センサー装置。
- 前記くし歯状電極と前記反射器とのそれぞれの全体が、前記感応性材料により形成されていることを特徴とする、請求項6に記載の弾性表面波センサー装置。
- 前記反射器の全体が、前記感応性材料により形成されていることを特徴とする、請求項3に記載の弾性表面波センサー装置。
- 前記くし歯状電極及び前記反射器は、互いに異なる種類の前記感応性材料により形成されている部分を有することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の弾性表面波センサー装置。
- 前記くし歯状電極を複数備え、前記複数のくし歯状電極には、互いに異なる種類の前記感応性材料により形成されている複数種類のくし歯状電極が含まれる、請求項1〜9のいずれか1項に記載の弾性表面波センサー装置。
- 前記反射器を複数備え、前記複数の反射器には、互いに異なる種類の前記感応性材料により形成されている複数種類の反射器が含まれる、請求項1〜10のいずれか1項に記載の弾性表面波センサー装置。
- 前記互いに異なる種類の感応性材料は、感応する検出対象が相互に異なることを特徴とする、請求項9〜11のいずれか1項に記載の弾性表面波センサー装置。
- 前記検出対象が水素であることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1項に記載の弾性表面波センサー装置。
- 前記感応性材料が水素吸蔵金属または水素吸蔵合金であることを特徴とする、請求項13に記載の弾性表面波センサー装置。
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