Nanostrukturen als Problemlöser – Emissionserhöhung und Interferenzvermeidung am Bsp. eines IR-basierten Fluidsensors

Abstract:
Am Beispiel eines IR-basierten Fluidsensors – bestehend aus den drei Komponenten IR-Emitter, IR-Durchflusszelle (Küvette) und IR-Detektor – welcher auf Basis einer wellenlängenspezifischen Transmissionsmessung die Überwachung der Ölqualität ermöglicht, wird die Lösung der IR-optischen Problemstellungen durch die Integration von Nanostrukturen in die mikrosystemtechnischen Einzelkomponenten vorgestellt. So konnte durch das Ätzen von Silicium-Mikrostrukturen in die emittierende Siliciummembran des thermischen IR-Emitters und das nachträgliche, selbstorganisierte Aufwachsen von Platin-Nanokristalliten ein nahezu ideales Strahlungsspektrum (Schwarzstrahler) realisiert werden. Zur Reduzierung der Reflexionsverluste (Fresnel-Verluste) an den vier Grenzflächen der Silicium-basierten und mittels SiCer(r)-Technik realisierten Fluidmesszelle wurden ebenfalls Nanostrukturen, sog. Black Silicon, eingesetzt. Dies bewirkt sowohl eine Erhöhung der Gesamttransmission als auch eine Vermeidung der durch den Fluidkanal hervorgerufenen Interferenzen im Transmissionsspektrum.