Konzept eines nanoskaligen Sensorsystems zur simultanen Erfassung von Druck und Flussgeschwindigkeit in Fluiden

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Bisher gibt es hauptsächlich dedizierte Sensoren für die Druck- und Flussmessung, welche für diverse Anwendungen keine ausreichende Sensitivität aufweisen. Besonders bei geringen Drücken und Flussgeschwindigkeiten mit einer hohen Änderungsrate gibt es keine ausreichend genauen Sensoren. [1] In dem hier vorgestellten Sensorkonzept sollen zwei miniaturisierte und hochsensitive Sensoren zu einem System zusammengefasst werden, welche als ein komplexes Sensorsystem zur Erfassung von Drücken und Flussgeschwindigkeiten in unterschiedlichen Medien dienen. Das Sensorsystem besteht aus einem Absolutdrucksensor und einem auf dem Thermal-Time-of-Flight (TToF) Prinzip basierenden Flusssensor [2]. Beide Sensoren stellen bereits jeweils einen neuen Entwicklungsschritt dar. Bei der Prozessierung beider Sensoren kommt die Elektronenstrahllithografie zum Einsatz, um die notwendigen nanoskaligen Strukturen zu realisieren. Außerdem besitzt der Drucksensor einen neuartigen Auslesemechanismus, welcher auf einem pseudo-MOSFET (vgl. Abb. 4) basiert [3, 4]. Der Flusssensor nutzt die hohe Temperaturansprechempfindlichkeit von nanoskaligen Zenerdioden aus und gewährleistet somit die sehr genaue Erfassung von Flussgeschwindigkeiten (vgl. Abb. 2).