
【计】 thin-film sensor
film; membrane; pellicle
【计】 thin membrane; thin-film
【医】 film
sensor; transducer
【计】 sensing element; transducer
【化】 sensor; transducer
薄膜传感器(Thin Film Sensor)是一种将非电学物理量(如温度、压力、湿度、光强等)转换为可测量电信号的微型化器件。其核心结构是在绝缘基板(如陶瓷、玻璃或硅片)上,通过真空镀膜、溅射、化学气相沉积等微纳加工技术,沉积出厚度通常在纳米至微米级的敏感功能薄膜层(如金属、半导体或聚合物材料),并集成电极构成传感单元。该技术具有体积小、响应快、功耗低、易集成等优势,广泛应用于工业自动化、医疗电子、环境监测及消费电子领域。
核心特征与技术原理:
薄膜结构特性
功能层厚度远小于其横向尺寸(典型厚度 0.01–1 μm),通过表面效应或界面效应感知外界变化。例如,金属薄膜电阻随温度变化产生阻值漂移(热阻效应),半导体薄膜受光照后电导率改变(光电导效应)。
微纳制造工艺
采用物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)工艺实现薄膜的精确可控生长,确保材料成分均匀性和界面稳定性。磁控溅射技术可制备高纯度铂薄膜用于温度传感,原子层沉积(ALD)则适用于超薄介电层制作。
多物理量感知能力
典型应用场景:
权威参考文献:
薄膜传感器是一种基于薄膜材料的传感装置,通过感知外界物理或化学变化并转换为电信号实现检测。以下是其核心要点:
基本定义
薄膜传感器以纳米至微米级厚度的薄膜材料作为敏感元件,通过材料特性(如电阻、电容、压电效应)对外部刺激(温度、压力、磁场等)产生响应,最终输出可测量的电信号。
工作原理
当外界物理量(如压力、温度)作用于薄膜时,会引起薄膜的形变或电学性质变化。例如:
结构优势
性能优势
领域 | 典型应用场景 | 参考来源 |
---|---|---|
工业检测 | 汽车零部件压力分布测试(座椅、车门密封性) | |
环境监测 | 气体成分检测、液体渗漏预警(储罐/管道) | |
医疗健康 | 体温监测、医疗设备压力反馈(如呼吸机) | |
能源管理 | 高温流体压力检测(井下、工业管道) |
按检测对象
按工作原理
如需更详细的技术参数或行业案例,可参考来源网页(如豆丁网、传感器专家网等)。
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