131. Grundbauelemente und Systemtechniken für die chemische Sensorik

Mikroelektronische Sensoren und Mikrosysteme können aufgrund ihrer bekannten Vorzüge wie kostengünstiger Herstellung bei großen Stückzahlen, Robustheit, kleinerer Baugröße und geringerer Medienverbrauch in wesentlich mehr Anwendungsfällen eingesetzt werden als die üblichen Analysegeräte. In Einzelfällen kann durch die Anwendung der Mikrotechniken sogar eine neue Qualität bei der Messung chemischer Größen erreicht werden. Nahezu sämtliche Wirtschaftsprognosen erwarten von der Anwendung der Systemtechnik gerade bei chemischen Sensoren ein erhebliches Wachstumspotential. Chemische Sensoren haben in den weitaus meisten Fällen denselben Aufbau: Ein physikalischer Transducer (Detektor) mißt eine physikalische Größe eines sensitiven Materials. Diese physikalische Größe des chemisch aktiven Materials ändert sich durch die spezifische Nachweisreaktion mit dem jeweiligen Analyten. Die Verbindung der Sensortechnologie mit Mikrotechniken, wie z. B. Halbleiter-, Dünnfilmtechnologie und Mikromechani k, erlauben die systemgerechte und kostengünstige Herstellung verschiedenster Transducer. Mit diesen physikalischen Transducern kann ein breites Spektrum an Materialeigenschaften der chemisch aktiven Schichten gemessen werden. Eine Überblick über die physikalisch meßbaren Materialeigenschaften, die für die chemische Sensorik nutzbar sind, gibt die Abbildung. Welcher Stoff und in welchen Konzentrationsbereich gemessen werden kann, wird durch das Zusammenwirken von sensitivem Material und Transducer bestimmt. Viele Nachweisreaktionen sind allerdings nicht ausreichend selektiv für eine bestimmte Substanz. Gerade bei der Detektion geringer Konzentrationen lassen sich Störwirkungen durch andere Stoffe nur selten vermei- den. Diese Störeinwirkungen können durch geschickte Zusammenstellung verschiedener Nachweisreaktionen, unterschiedliche Transducer in einem Array und eine entsprechende Signalverarbeitung verringert wer- den