Miniaturisierter pH-Sensor auf Halbleiterbasis
Miniaturisierbare Halbleitersensoren ermöglichen die schnelle, quantitative und kostengünstige Messung von Ionenkonzentrationen in Flüssigkeiten. Sie finden in der Umweltmesstechnik, Prozessüberwachung, Lebensmittelanalytik und Medizindiagnostik Anwendung. Halbleitersensoren kombinieren die Vorteile der Chiptechnologie mit den Eigenschaften von ionenselektiven Elektroden (ISE). Miniaturisiert lassen sich die Sensoren beispielsweise für "online"-Messungen einsetzen.
Die Fachhochschule Aachen hat in Kooperation mit der Forschungszentrum Jülich GmbH einen miniaturisierten pH-Sensor auf Halbleiterbasis entwickelt (sogenannter EIS-Sensor: electrolyte-insulator-semiconductor). Er besteht aus einem Siliziumchip mit pH-empfindlicher Membran. Die eigentliche Sensorschicht wird mittels Dünnschichttechnologie abgeschieden. Das resultierende kapazitive Sensorsignal wird mit einer speziell angepassten Messelektronik ausgelesen, die über einen USB-Anschluss von einem handelsüblichen PC gesteuert werden kann.
Neben dem EIS-Sensor werden auf der Hannover Messe zwei Sensorarrays, ebenfalls auf Siliziumchipbasis, für den Ionennachweis in Lösungen vorgestellt. Es handelt sich hierbei um eine 4x4 Entwicklungsplattform für Sensormembranen und Zellen auf dem Prinzip eines lichtadressierbaren potentiometrischen Sensors (LAPS) sowie um eine 2x2 µISE für den Nachweis von Schwermetallen.
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