文档名：基于纳米铂黑材料的超高辐射率MEMS红外光源研究
摘要：本文基于微机电系统(MEMS)设计和加工技术,研制了一种高辐射率、低功耗、高调制速率的MEMS红外(IR)光源,通过在工艺中引入高可靠的纳米铂黑(Pt-black)材料作为红外辐射层,在2～14μm光谱范围内成功实现了99.5%以上的平均辐射效率.在5V驱动电压下,该MEMS红外光源的辐射区温度达到407℃,响应时间(T90)为17ms,在10Hz和100Hz工作频率下的调制深度分别达到100%和42%.最后,把该MEMS红外光源芯片集成在一种微型二氧化碳(CO2)气体传感器样机中进行了实验验证,结果表明:该器件具备良好的辐射特性和温度特性.该MEMS红外光源可以用于常规的CO2和甲烷(CH4)气体检测,以及二氧化硫(SO2)、硫化氢(H2S)、六氟化硫(SF6)、氨气(NH3)等多种工业气体检测.
Abstract：Ahighemissivity,lowpowerconsumption,highmodulationrateMEMSinfrared(IR)lightsourceisdevelopedbasedonMEMSdesignandprocessingtechnology.Byintroducinghighreliablenanoplatinum-black(Pt-black)materialasIRemissionlayer,successfullyachieveanultra-highemissivitycoveringwavelengthrangefrom2to14μm,andtheaverageemissivityisupto99.5%.Themodulationdepthis100%at10Hzand42%at100Hz.Under5Vdrivingvoltage,theradiationtemperatureoftheMEMSIRemitterreaches407℃andtheresponsetime(T90)is17ms,andthemodulationdepthare100%and42%at10Hzand100Hzoperatingfrequenciesrespectively.Finally,theMEMSIRlightsourcechipisintegratedintoaminiatureCO2gassensorprototypebyexperimentalverification,andtheresultsshowthatthecomponenthasgoodradiationcharacteristicsandtemperaturecharacteristics.ThisMEMSIRlightsourcecanbeusedforbothconventionalCO2andCH4gasdetectionandotherindustrialgasdetections,e.g.SO2,H2S,SF6,NH3.
作者：树东生 陶继方 徐茂森 赵佳 李炎 张小水 Author：SHUDongsheng TAOJifang XUMaosen ZHAOJia LIYan ZHANGXiaoshui
作者单位：山东大学信息科学与工程学院,山东青岛266000山东大学信息科学与工程学院,山东青岛266000;山东大学激光与红外系统集成技术教育部重点实验室,山东青岛266000山东大学激光与红外系统集成技术教育部重点实验室,山东青岛266000汉威科技集团股份有限公司,河南郑州450000
刊名：传感器与微系统
Journal：TransducerandMicrosystemTechnologies
年，卷(期)：2024, 43(3)
分类号：TN212
关键词：微机电系统 微型红外光源 红外气体传感器 微机电系统红外光源
Keywords：MEMS miniatureinfrared(IR)lightsource IRgassensor MEMSIRlightsource
机标分类号：TP212.2TQ125.13TN253
在线出版日期：2024年3月29日
基金项目：国家重点研发计划基于纳米铂黑材料的超高辐射率MEMS红外光源研究[
期刊论文] 传感器与微系统--2024, 43(3)树东生 陶继方 徐茂森 赵佳 李炎 张小水本文基于微机电系统(MEMS)设计和加工技术,研制了一种高辐射率、低功耗、高调制速率的MEMS红外(IR)光源,通过在工艺中引入高可靠的纳米铂黑(Pt-black)材料作为红外辐射层,在2～14μm光谱范围内成功实现了99.5%以上的平均辐...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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