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第 37 卷 第 5 期 王文等： 基于声表面波的氢气传感器 763

71.5 618
71.0 0.1% ඪඡ
ቇඡ
͜ਖ٨־ऄ/kHz 70.0 ͜ਖ٨־ऄ/kHz 617
70.5
616
69.5
69.0
0.1% ඪඡ 615 ቇඡ
68.5 614
0 50 100 150 200 250 300 350 0 50 100 150 200 250 300
௑ᫎ/s ௑ᫎ/s
(a) 10 nm (b) 40 nm

713 402
712 ቇඡ 398
͜ਖ٨־ऄ/kHz 711 ͜ਖ٨־ऄ/kHz 400 ቇඡ
396
710
709 0.1% ඪඡ 394
392
0.1% ඪඡ
708 390
0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 300 600 900 1200 1500
௑ᫎ/s ௑ᫎ/s
(c) 60 nm (d) 300 nm
图 9 沉积不同钯镍合金薄膜膜厚的传感器针对浓度为 0.1% 的氢气的响应特性
Fig. 9 The response characteristics of the proposed sensor coated with various thickness of Pd-Ni alloy thin-film
12 的相变所导致的不稳定性，且纳米线结构可有效地
Equation y = a + b
Adj. R-Squar 0.9974 增加体积表面积比，其多孔结构提高了气体在气敏
10 Value Standard Err
材料中的扩散效率，从而加快了传感器的响应速度。
B Intercept 1.7782 0.1252
0.8866
͜ਖ٨־ऄ/kHz 6 230.5 ᧫ࠫ10%ඪඡ־ऄ
B
0.02263
Slope
8
230.0
᧫ࠫ4%ඪඡ־ऄ
4 229.5 ᧫ࠫ0.5%ඪඡ־ऄ
͜ਖ٨־ऄ/kHz
229.0
2 228.5 ቇඡ
0 2 4 6 8 10 228.0
ඪඡไए/% 227.5
图 10 沉积钯镍合金薄膜的 SAW 氢气传感器灵敏 227.0
度测试 226.5 ඪඡᣥК
226.0
Fig. 10 Sensor reponse comparison bewteen the 0 10 20 30 40 50 60 70
௑ᫎ/s
sensor coated with FeCo film and grating
图 11 沉积钯铜纳米线的氢气传感器针对不同氢气
4.3 沉积钯铜纳米线气敏薄膜的传感器实验 浓度的响应特性测试

利用如图 8(a) 所示的测试平台对沉积钯铜纳 Fig. 11 The measured sensing characteristics of
米线的氢气传感器件进行了初步测试。图 11 给出 the Pd-Cu nanowires coated hydrogen gas sensor
towards various H 2 concentration
了传感器针对浓度为 10%、4% 以及 0.5% 的氢气的
响应特性。从图中可以看出，传感器表现出快速
5 结论
响应与良好的重复性，其响应幅度分别为 2.3 kHz、
1.7 kHz 和 0.9 kHz，而响应时间均在 2 s 左右，远低 本文开展了不同形态的钯基氢气传感器研究，
于采用 Pd-酞菁气敏材料的传感器响应速度。这说 以探讨实现一种快速与高灵敏的氢气传感方法。试
明在钯中掺杂铜可有效地改善钯吸收氢气后发生 验研制了结合钯镍合金薄膜与钯铜纳米线的氢气