音響電気相互作用を用いた液相系SH-SAWセンサ

近藤 淳  塩川 祥子  

誌名
電子情報通信学会論文誌 C   Vol.J77-C2   No.8   pp.338-347
発行日: 1994/08/25
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Print ISSN: 0915-1907
論文種別: 論文
専門分野: 電子計測・制御
キーワード: 
液相系SH-SAWセンサ,  音響電気相互作用,  電気機械結合係数,  比誘電率-導電率図表,  導電率滴定,  

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あらまし: 
圧電結晶上を伝搬する弾性表面波(SAW)に伴って発生する圧電ポテンシャルは,伝搬面に金属膜がない場合には結晶上に負荷された液体中に侵入する.そのため,液体の電気量(誘電率や導電率)の変化は圧電ポテンシャルに影響を及ぼし,その結果,表面波は摂動を受ける.この表面波と液体の音響電気相互作用を利用すると液体の電気量を検出する弾性表面波センサが実現できる.このセンサ感度は,基板である圧電結晶の電気機械結合係数に比例する.従って,高結合圧電結晶である36度回転Y板X伝搬LiTaO3を用いたセンサの感度は高い.しかも,少量の試料液で,化学反応の検出や分析に利用できるので,新しい化学センサとして注目されている.本論文では,任意の液体に対して一般的に適用できるセンサ感度式を導出し,その有効性を実験結果との比較により示した.また,液体の導電率と比誘電率が同時に決定できる図表を提案した.これを導電率滴定の評価に応用し,導電率と同時に誘電率も変化することを初めて示した.