本发明涉及声表面波探测领域，具体涉及一种基于有机共轭聚合物材料的声表面波探测器。
背景技术：
声表面波是指沿着物体表面传播的一种弹性波。声表面波在传感器和电子标签等领域有着重要的应用。在传感器及电子标签等应用中，声表面波探测是技术的核心。现有声表面波探测主要是基于叉指换能器的，声表面波探测的灵敏度低。
技术实现要素：
为解决以上问题，本发明提供了一种基于有机共轭聚合物材料的声表面波探测器，包括弹性层、有机共轭聚合物材料层、源极、漏极、施力部，有机共轭聚合物材料层置于弹性层上，源极、漏极、施力部置于有机共轭聚合物材料层上，源极和漏极分别置于有机共轭聚合物材料层上的两端附近，施力部置于源极和漏极之间。
更进一步地，还包括第一阻挡部和第二阻挡部，第一阻挡部和第二阻挡部置于有机共轭聚合物材料层内。
更进一步地，第一阻挡部和第二阻挡部分离。
更进一步地，第一阻挡部和第二阻挡部的连线方向与源极和漏极的连线方向平行。
更进一步地，第一阻挡部和第二阻挡部的材料为压电材料。
更进一步地，第一阻挡部和第二阻挡部设置在弹性层上。
更进一步地，弹性层上第一阻挡部和第二阻挡部之间设有凸起。
更进一步地，凸起的材料为压电材料。
更进一步地，源极和漏极的材料为铜。
更进一步地，有机共轭聚合物材料层的材料为聚3-己基噻吩。
本发明的有益效果：本发明提供了一种基于有机共轭聚合物材料的声表面波探测器，包括弹性层、有机共轭聚合物材料层、源极、漏极、施力部，有机共轭聚合物材料层置于弹性层上，源极、漏极、施力部置于有机共轭聚合物材料层上，源极和漏极分别置于有机共轭聚合物材料层上的两端附近，施力部置于源极和漏极之间。应用时，弹性层贴附在具有待测声表面波的表面上，通过施力部向有机共轭聚合物材料层和弹性层施加压力，待测声表面波通过弹性层作用到有机共轭聚合物材料层，改变了有机共轭聚合物材料层内的应力和弹性层的表面能，从而改变了有机共轭聚合物材料层的导电特性，通过有机共轭聚合物材料层导电特性的变化确定待测声表面波的强度。因为有机共轭聚合物材料层的载流子迁移率严重地依赖于内部的应力和附近材料的表面能，所以本发明具有声表面波探测灵敏度高的优点。另外，本发明是基于有机共轭聚合物材料的，成本低；本发明是基于传统电学的，电信号探测和处理简单。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是一种基于有机共轭聚合物材料的声表面波探测器的示意图。
图2是又一种基于有机共轭聚合物材料的声表面波探测器的示意图。
图3是再一种基于有机共轭聚合物材料的声表面波探测器的示意图。
图中：1、弹性层；2、有机共轭聚合物材料层；3、源极；4、漏极；5、施力部；6、第一阻挡部；7、第二阻挡部；8、凸起。
具体实施方式
为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
实施例1
本发明提供了一种基于有机共轭聚合物材料的声表面波探测器，如图1所示，包括弹性层1、有机共轭聚合物材料层2、源极3、漏极4、施力部5。有机共轭聚合物材料层2置于弹性层1上。弹性层1为绝缘弹性材料。优选地，弹性层1的材料为玻璃纤维。弹性层1用以实现本发明与待测声表面波所在的表面贴合，并将声表面波耦合至有机共轭聚合物材料层2。因此，本发明便于测量粗糙表面、甚至具有裂隙的表面的声表面波。有机共轭聚合物材料层2的材料为有机共轭聚合物材料。优选地，有机共轭聚合物材料层2的材料为聚3-己基噻吩，因为聚3-己基噻吩的导电特性对其内部的结构和外部环境非常灵敏。源极3和漏极4的材料为铜。施力部5为绝缘材料，用以针对有机共轭聚合物材料层2和弹性层1施加压力。源极3、漏极4、施力部5置于有机共轭聚合物材料层2上。源极3和漏极4分别置于有机共轭聚合物材料层2上的两端附近，用以测量有机共轭聚合物材料层2的导电特性。施力部5置于源极3和漏极4之间。
应用时，弹性层1贴附在具有待测声表面波的表面上，通过施力部5向有机共轭聚合物材料层2和弹性层1施加压力，待测声表面波通过弹性层1作用到有机共轭聚合物材料层2，改变了有机共轭聚合物材料层2内的应力和弹性层1的表面能，从而改变了有机共轭聚合物材料层2的导电特性，通过有机共轭聚合物材料层2导电特性的变化确定待测声表面波的强度。因为有机共轭聚合物材料层2的载流子迁移率严重地依赖于内部的应力和附近材料的表面能，所以本发明具有声表面波探测灵敏度高的优点。另外，本发明是基于有机共轭聚合物材料的，成本低；本发明是基于传统电学的，电信号探测和处理简单。
实施例2
在实施例1的基础上，如图2所示，还包括第一阻挡部6和第二阻挡部7，第一阻挡部6和第二阻挡部7置于有机共轭聚合物材料层2内，第一阻挡部6和第二阻挡部7分离。这样一来，声表面波被限制在第一阻挡部6和第二阻挡部7之间，在第一阻挡部6和第二阻挡部7之间形成强振动，从而更多地改变有机共轭聚合物材料层2内的应力，从而更多地改变有机共轭聚合物材料层2的导电特性，从而实现更高灵敏度的声表面波探测。第一阻挡部6和第二阻挡部7的连线方向与源极3和漏极4的连线方向平行。这样一来，更多的声表面波被限制在源极3和漏极4之间，更多地改变源极3和漏极4之间有机共轭聚合物材料层2的导电特性，从而实现更高灵敏度的声表面波探测。
更进一步地，第一阻挡部6和第二阻挡部7的材料为压电材料。第一阻挡部6和第二阻挡部7设置在弹性层1上。在声表面波作用下，第一阻挡部6和第二阻挡部7上出现电荷，这些电荷更多地改变有机共轭聚合物材料层2的载流子迁移率，从而更多地改变有机共轭聚合物材料层2的导电特性，从而实现更高灵敏度的声表面波探测。
实施例3
在实施例2的基础上，如图3所示，弹性层1上第一阻挡部6和第二阻挡部7之间设有凸起8。一方面，凸起8增强了弹性层1与有机共轭聚合物材料层2之间的力学作用，使得更多的声表面波通过弹性层1耦合到有机共轭聚合物材料层2；另一方面，声表面波也更多地改变了弹性层1上表面的表面能。这两方面的效果均导致有机共轭聚合物材料层2导电特性改变更多，从而实现更高灵敏度的声表面波探测。
更进一步地，凸起8的材料为压电材料。这样一来，一方面，更多的声表面波从而待测表面耦合到弹性层1与有机共轭聚合物材料层2之间的界面，从而更多的声表面波对有机共轭聚合物材料层2作用；另一方面，在声表面波作用下，弹性层1与有机共轭聚合物材料层2之间产生更多的电荷，从而更多地改变有机共轭聚合物材料层2载流子迁移率。这两方面的效应均导致有机共轭聚合物材料层2导电特性更多的改变，从而实现更高灵敏度的声表面波探测。
更进一步地，第一阻挡部6和第二阻挡部7的高度大于凸起8的高度，从而使得声表面波被限制在第一阻挡部6和第二阻挡部7之间，并且更多地作用在凸起8上，从而造成有机共轭聚合物材料层2导电特性更多的改变，从而实现更高灵敏度的声表面波探测。
更进一步地，施力部5和源极3、漏极4不接触，以免施力部5对源极3和漏极4造成力学上的损害。更进一步地，第一阻挡部6、第二阻挡部7、凸起8设置在施力部5的下侧，以增强施力部5所施加的压力对有机共轭聚合物材料层2导电特性的影响，提高声表面波探测的灵敏度。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
1.一种基于有机共轭聚合物材料的声表面波探测器，其特征在于，包括弹性层、有机共轭聚合物材料层、源极、漏极、施力部，所述有机共轭聚合物材料层置于所述弹性层上，所述源极、所述漏极、所述施力部置于所述有机共轭聚合物材料层上，所述源极和所述漏极分别置于所述有机共轭聚合物材料层上的两端附近，所述施力部置于所述源极和所述漏极之间。
2.如权利要求1所述的基于有机共轭聚合物材料的声表面波探测器，其特征在于：还包括第一阻挡部和第二阻挡部，所述第一阻挡部和所述第二阻挡部置于所述有机共轭聚合物材料层内。
3.如权利要求2所述的基于有机共轭聚合物材料的声表面波探测器，其特征在于：所述第一阻挡部和所述第二阻挡部分离。
4.如权利要求3所述的基于有机共轭聚合物材料的声表面波探测器，其特征在于：所述第一阻挡部和所述第二阻挡部的连线方向与所述源极和所述漏极的连线方向平行。
5.如权利要求4所述的基于有机共轭聚合物材料的声表面波探测器，其特征在于：所述第一阻挡部和所述第二阻挡部的材料为压电材料。
6.如权利要求5所述的基于有机共轭聚合物材料的声表面波探测器，其特征在于：所述第一阻挡部和所述第二阻挡部设置在所述弹性层上。
7.如权利要求6所述的基于有机共轭聚合物材料的声表面波探测器，其特征在于：所述弹性层上所述第一阻挡部和所述第二阻挡部之间设有凸起。
8.如权利要求7所述的基于有机共轭聚合物材料的声表面波探测器，其特征在于：所述凸起的材料为压电材料。
9.如权利要求1-8任一项所述的基于有机共轭聚合物材料的声表面波探测器，其特征在于：所述源极和所述漏极的材料为铜。
10.如权利要求1-9任一项所述的基于有机共轭聚合物材料的声表面波探测器，其特征在于：所述有机共轭聚合物材料层的材料为聚3-己基噻吩。
技术总结