研究目的
为了探究利用ZnO纳米棒作为传感介质并通过耦合共振现象来增强声表面波(SAW)电导率传感器的灵敏度。
研究成果
有限元模拟表明，采用共振尺寸的氧化锌纳米棒作为传感介质，可使声表面波（SAW）电导率传感器的灵敏度提升高达79倍。这种增强效应源于耦合谐振器系统在声表面波传播过程中对基底压电硬化变化表现出高度敏感的工作状态。该发现为高灵敏度声表面波气体传感器和紫外探测器提供了极具前景的应用方向。
研究不足
该研究基于有限元模拟，实际实施过程中可能在生长阶段精确控制氧化锌纳米棒的尺寸方面面临挑战。灵敏度增强高度依赖于实现纳米棒的共振尺寸，这在实验中可能难以复现。
1：实验设计与方法选择：
采用有限元法（FEM）模拟表面附着氧化锌纳米棒的端口单端声表面波谐振器，使用COMSOL Multiphysics 4.3a软件配合PARDISO求解器进行仿真。
2：3a软件配合PARDISO求解器进行仿真。 样品选择与数据来源：
2. 样品选择与数据来源：研究聚焦于直径100纳米的氧化锌纳米棒，其附着于128°YX-LiNbO3基底表面。
3：实验设备与材料清单：
仿真采用三维声表面波谐振器模型，包含电极与基底的特定尺寸参数，以及LiNbO3、氧化锌纳米棒和铝电极的材料属性。
4：氧化锌纳米棒和铝电极的材料属性。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：通过本征频率分析确定谐振频率，继而进行频域分析研究声导纳特性，探究氧化锌纳米棒高度对传感器灵敏度的影响。
5：数据分析方法：
基于氧化锌纳米棒体电导率变化引起的谐振频率相对变化量计算声表面波传感器的灵敏度。
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获取完整内容-
COMSOL Multiphysics
4.3a
COMSOL
FEM simulation software used for modeling the SAW resonator and analyzing its properties.
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ZnO nanorods
Sensing medium for the SAW conductivity sensor, providing elastic loading on the resonator surface.
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128° YX-LiNbO3 substrate
Piezoelectric substrate for the SAW resonator, chosen for its high electromechanical coupling coefficient.
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Aluminium electrode
Conductive electrodes patterned on the surface of the piezoelectric substrate for SAW generation and detection.
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