Miniaturisierter pH-Sensor auf Halbleiterbasis

Wissen bewegt.

Unter diesem Motto präsentieren sich in diesem Jahr Hochschulen und Unternehmen aus Nordrhein-Westfalen auf der Hannover Messe. Mit 23 Highlights bieten die Hochschulen auf dem Gemeinschaftsstand Forschungsland NRW innovative Spitzenforschung (Halle 2, Stand C 36).

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 beispiels-weise 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 zwei Sensorarrays, ebenfalls auf Siliziumchipbasis, für den Ionennachweis in Lösungen vorgestellt. Es handelt sich hierbei um eine 4×4 Entwicklungsplattform für Sensormembranen und Zellen auf dem Prinzip eines lichtadressierbaren potentiometrischen Sensors (LAPS) sowie um eine 2×2 µISE für den Nachweis von Schwermetallen.

Kontakt:
Fachhochschule Aachen, Abteilung Jülich
Labor für Chemo- und Biosensorik
Prof. Dr. Michael J. Schöning
Joachim P. Kloock
Ginsterweg 1, 52428 Jülich
Tel: 02461 / 99-3215 Fax: 02461 / 99-3235
m.j.schoening@fz-juelich.de