固态辐射传感方法是近期发展起来的一项新技术,也是γ-射线探测方法研究的热门之一.近期γ-射线探测半导体传感器研究也在朝着微型化的方向发展,与MEMS技术结合的趋势非常明显.其研究主要集中在硅(Si),锗(Ge)和铬锌碲化物(CdZnTe)等半导体材料上,研究的传感器主要应用在科学研究,环境,医药,以及工业生产上.

      据美国科学日报2006年3月报道,美国商业部下属的国家标准与技术研究院致力于γ-射线检测传感器的研究.他们研制出的Si半导体探测器阵列,每一个探测器都能测量单个γ-射线光子的能量.它们研制的传感器阵列,是一个由十六个传感器组成的阵列,每个传感器的体积为1mm3;它的原理是用双分子层金属铜与超导金属钼,将γ-射线光子转化为热能,从而引起敏感头电阻的变化.为了保护装置不受辐射损伤,在每个传感器的顶端粘合了0.25mm的锡.本传感器被誉为最灵敏的γ-射线探测器,可以用于多种场合,尤其是军事领域,用来探测一定地区的核反应发生.

      伯克利大学对γ-射线探测的研究领域非常广泛,除了铬硒碲化物γ-射线检测传感器阵列外,他们的研究还包括锂激活的硅传感器,锗传感器和铬锌碲化物传感器,并且都有产品问世.MEMS加速度传感器阵列的国内外研究现状.

      Claudio等人研制了采用PVDF作为敏感元件的传感器阵列.它将七个阵列制作在夹层的弹性基片上,每个子阵列都由六个具有不同特性的PVDF元件组成.用于温补的微型热电偶真空淀积在每个阵列中心.该传感器与数据采集处理电路相结合构成了一个完整的系统.

      Susumu Sugiyama等人研制了一种采用32×32 (1k)硅压阻压力元件组成阵列传感器,其敏感阵列的主要特点是每个压阻全桥都具有双线读出系统,使得噪声和功耗低,分辨率高.其系统由存储器,微处理器,A/D,D/A转换器和显示器等部分组成,可以提供两维压力分布测试.

      Sadao Omata研制了一个手指式混合传感器装置,它由力/力矩传感器,256个力敏元件阵列,压电薄膜阵列和放入之间表面曲形薄膜内的超声波传感器组成.力/力矩传感器对合成接触力敏感,特别是能对大的被测对象和被测力进行处理;力敏元件阵列由力敏电阻构成用来检测空间和瞬间的分布接触力;压电薄膜阵列用来检测物体的轮廓和边缘;超声波传感器瞄准对象并提供与其几何尺寸相关的三维数据,最终由图像仪获得对象的真实形体.

      Thomas Thudat(Oak Ridge National Laboratory)等人研制了1×4压阻悬臂梁阵列,该阵列包括4个结构单元,每个长120μm,相互间隔距离470μm.并通过在悬臂梁阵列上覆盖不同的敏感薄膜材料,例如聚合物,肽等,实现化学物,生物分子甚至有机体的多种测试,成为通用的测试平台.

      开姆尼斯科技大学 (Chemnitz University of Technology)M. Dienel等人对用于漂移补偿的加速度传感器阵列进行了研究,他们将六个冗余加速度传感器放在一个芯片上,而其中五个是非正交对准的.每个传感器各有一个可能的测试方向.通过计算合成加速度来消除在时间和温度上的漂移效应.传感器形成了一个半圆,由处于半径外边的振动质量块和四个电容式梳齿扇型结构组成.

      我国在阵列传感器和集成传感器发展与国外尚有很大差距.目前,在此方面还处于研究及应用国外产品阶段.清华大学研制出的压阻式传感器阵列,集成有4×4个敏感元件的N-Si芯片,参考单元,译码器,读出放大器等部件.敏感元件有包括压敏电阻和X-Y门电路.其工作原理是,当门电路接通后,与参考单元相联的电阻接通,形成惠斯通电桥,以测压方式实现敏感.

      传感技术国家重点实验室的孔德义等人设计制作了一种用于探测爆炸物微粒的MEMS敏感阵列.该敏感阵列由12个硅梁组成,在每个硅梁上均制作有加热元件和测温元件.

      北京大学微电子学研究院于晓梅,张大成等人对阵列式微机械悬臂梁进行了研制.对压阻悬臂梁的噪声,灵敏度以及最小可探测位移进行了研究,选用多晶硅为压阻材料,以硅微机械加工技术为基础,完成了阵列式压阻悬臂梁的制备.北京理工大学的石庚辰教授等人对用于引信安全和发火控制系统的压阻式加速度传感器阵列进行了研究.