压电陶瓷PZT具有压电系数高,而压电石英晶体具有频率稳定性高,抗外界干扰能力,以及动态响应特性好的优势,若能使二者有机结合,将有助于提高传统的以石英晶体作为敏感单元的压电生物质量传感器的谐振频率,从而提高灵敏度。为此,本文开展了纳米晶PZT/石英复合材料的压电生物传感器研究。为优化薄膜的制备工艺,研究了制备工艺流程对溶胶粒度分布、均匀性和稳定性的影响。采用改进的溶胶凝胶法,解决了PZT前驱体物的存放问题。使得PZT在较长时间后仍然可以保持纳米的数量级。考察了不同的基底对PZT薄膜结晶生长的影响。XRD分析结果显示,以非晶SiO2为基底的PZT薄膜其PZT结晶性较差。而以压电石英晶体作为基底生长的PZT薄膜则结晶性能良好,晶粒在纳米尺度时呈现籽形晶形态,在(110)晶面择优趋向生长,且表面形貌平整,结构致密。考察了不同的晶化处理方式对PZT薄膜结晶的影响,常规热处理和快速热处理方式下都能获得PZT纳米晶粒,且达到了几十纳米。但是快速热处理方式RTA得到的纳米晶粒更小,表面结构更具有致密性。本文还研究了在相同的晶化处理方式下,不同的浓度,不同的退火温度,不同的厚度都将对PZT薄膜的结晶性能造成的影响,以及这些影响因素对PZT/石英压电复合材料作为敏感单元时特征频率的影响。最后,对利用这种复合材料作为敏感单元制作的压电生物传感器进行了细胞测试,测试结果表明传感器的灵敏度获得了提高。