Neuartige laserinduzierte ITO Nanodrähte für Gassensorik-Anwendungen
Conference: Mikrosystemtechnik 2013 - Von Bauelementen zu Systemen
10/14/2013 - 10/16/2013 at Aachen, Deutschland
Proceedings: Mikrosystemtechnik 2013
Pages: 4Language: germanTyp: PDF
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Authors:
Afshar, M.; Preiß, E.; Feili, D.; Seidel, H. (Universität des Saarlandes, Lehrstuhl für Mikromechanik, Mikrofluidik/Mikroaktorik, 66123 Saarbücken, Deutschland)
Sauerwald, T.; Schütze, A. (Universität des Saarlandes, Lehrstuhl für Messtechnik, 66123 Saarbücken, Deutschland)
Abstract:
In dieser Arbeit haben wir ITO-Nanodrähte mit typischen Abmessungen von 500 und 700 nm Breite und 90 und 200 µm Länge hergestellt. Dafür wurde ein Nahinfrarot Ti:Saphir-Laser mit 85 MHz Wiederholrate und eine Pulslänge von 10 fs eingesetzt. Die Nanostrukturen wurden anhand eines 2-schrittigen Prozesses mit Laserschreiben und Ätzen aus einer gesputterten Indium-Zinn-Oxid (ITO) Dünnschicht hergestellt. Die laserinduzierten Strukturen wurden mit herkömmlicher Mikrosystemtechnik kontaktiert und als Gassensoren getestet. Dabei wurde versucht einen Draht sowohl als Sensor-Element als auch, mittels der Eigenerwärmung (self-heating), als Heizer-Element einzusetzen. Die Sensoren wurden NO2-Konzentrationen im ppm-Bereich in synthetischer Luft ausgesetzt und zeigen dabei eine deutliche Zunahme des Widerstands. Bei Raumtemperaturbetrieb wurde ein integrierendes Verhalten mit relativ langen Relaxationszeiten beobachtet. Es wurde gezeigt, dass die Erholungszeiten durch Ausnutzung der Eigenerwärmung enorm verkürzt werden können. Der Effekt der Eigenerwärmung wurde durch FEM-Simulationen modelliert.