Surface modification technique for acoustic chemical sensor arrays based on CMUTs

Abstract

Komplexe Filme, bestehend aus Nanopartikel (NP) und verschiedenen sensitiven Materialien, wurden mittels Doppelbeschichtung auf zwei Arten von Sensoren aufgetragen, den piezoelektrischen Quarzkristall-Resonatoren und den kapazitiven mikromechanischen Ultraschallwandlern (englisch CMUTs). Hierfür wurde zuerst die NP-Schicht aufgebracht, welche unter anderem zu der Immobilisierung der zweiten Schicht beiträgt, die in einem zweiten Schritt, als sensorisch wirksamer Stoff auf ausgewählte Bereiche der NP-Schicht aufgebracht wurde. Die untere, homogen angeordnete NP-Schicht definiert dabei die akustischen Eigenschaften des gesamten Sensorsystems, schafft eine einfache Grundlage für weitere Schichten und ist verantwortlich für die Gasantwort, während die zweite Schicht zur Variierung der Sensitivität beiträgt und daher über die Selektivität entscheidet. Die chemisch modifizierten Sensoren wurden erfolgreich zu organische Gassensoren entwickelt und eine bestimmte Ebene an Selektivität für mehrere Analyten erreicht, wobei gleichzeitig eine gute Stabilität und eine schnelle Reaktionszeit erlangt wurden.