طرّاحی و ساخت ترموپیل لایه نازک Bi-Cu وBi-Sb به روش چندلایه‌ای برای آشکارسازی پرتوهای حرارتی فروسرخ

افضل زاده, رضا; طباطبایی بفروئی, سیدرضا

طرّاحی و ساخت ترموپیل لایه نازک Bi-Cu وBi-Sb به روش چندلایه‌ای برای آشکارسازی پرتوهای حرارتی فروسرخ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

رضا افضل زاده

سیدرضا طباطبایی بفروئی

گروه فیزیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، صندوق پستی: 4416- 15875، تهران - ایران

چکیده

ترموپیل‌های لایه نازک برای ساخت انواع حسگر‌های بسیار کوچک، به ویژه برای آشکارسازی پرتوهای حرارتی فروسرخ (IR ) کاربرد فراوان دارند. در این مقاله نحوة طرّاحی و ساخت ترموپیل‌های لایه نازک Bi-Cu به صورت خطّی و به روش تک لایه با 8 و 11 اتّصال سری، همچنین طرّاحی و ساخت ترموپیل‌های لایه نازک Bi-Sb و Bi-Cu دایره‌ای شکل به روش چند لایه‌ای با 100 اتصال سری به عنوان آشکارساز فروسرخ عرضه شده است. در این مقاله، زیرلایه‌ایمتشکّل از الیاف شیشه‌ای که دو طرف آن را لایة مسی پوشانده بکار رفته است. نتایج آزمایشها نشان می‌دهند این ترموپیل‌ها بسیار حساس و تغییرات ولتاژ خروجی تولید شده که حدود چندین mVاست با افزایش دما کاملاً خطّی بوده و نسبت به دما بسیار حساس است.

کلیدواژه‌ها

ترموپیل

لایه نازک

بیسموت

آنتیموان

مس

حسگر

ترموکوپل

عنوان مقاله English

Design and Fabrication of Thin Film Bi-Sb and Bi-Cu Thermopiles for IR Thermal Radiation Detection

نویسندگان English

R Afzalzadeh

S.R Tabatabaie Baffroie

چکیده English

Thin film thermopiles are widely used as small size sensors, in particular to sense infra-red thermal radiations. In this paper a method for designing and fabrication of thin films Bi-Cu thermopiles in linear array of 8 and 11 elements in series and mono-layer is introduced. Also, fabrication of Bi-Sb and Bi-Cu thin film thermopiles, which are used as IR radiation sensors, made in multilayer form with 100 series junctions in circular shape are presented. The samples are fabricated on a PCB board with double-sided copper laminated as a substrate. The results of our measurements show that the output voltage produced due to temperature difference between junctions, is very sensitive and linear to temperature difference.

کلیدواژه‌ها English

thermopile

thin film

Sensor

thermocouple

1. I. B. Cadoff and E. Miller,” Thermoelectric materials and devices,” Reinhold Publishing Cor.(1960).

2. A. Irace and P. M. Sarro, “Measurement of thermal conductivity and diffusivity of single and multilayer memberanes,” Sensors and Actuators, A, 76, 323-328 (1999).

3. Wagne G. Baer, Khalil Najafi, Kensall D. wise, Robert S. Toth, “A 32- elements micromachined thermal imager with on-chip multiplexing,” Sensors and Actuators, A,48, 47-54 (1995).

4. F. Volklein, A. Wiegand and V. Baier, “High - sensitivity radiation thermopiles made of Bi - Sb - Te films,” Sensors and Actuators A, 29, 87-91 (1991).

5. Marc C. Foote, Eric W. Jones and Thierry Caillat, “Uncooled thermopile infrared detector linear arrays with detectivity greater than 10⁹ cm Hz^1/2/w,” IEEE Transactions electron devices, 45, 1896- 1902 (1998).