[发明专利]一种柔性声表面波器件及制备方法

说明书

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。

技术领域

本发明涉及一种声表面波(SurfaceAcousticWave，SAW)器件及制备方法，并涉及电子皮肤，高分子材料等领域。

背景技术

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。

发明内容

为了克服已有声表面波器件的适用性较差的不足，本发明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。

本发明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。

本发明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，本发明不仅拥有柔性可拉伸的特点，而且由于PVDF的优越压电性能，使得本发明器件性能优于传统声表面波器件。本发明制备方法简单，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。