Gundlegende Effekte von dielektrischen Schichten ternärer Oxide auf ellipsometrisch messende SPR-Sensoren für die Gasdetektion

• Antragsteller: Dr. Andreas Hertwig
• Fachliche Zuordnung: Beschichtungs- und Oberflächentechnik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 234234843

Dieses Kooperationsprojekt zwischen der BAM, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung in Berlin und der UJEP (Universität Jan Evangelista Purkyne) in Usti nad Labem hat zum Ziel, neuartige Gassensoren basierend auf dem SPR-Effekt mit ellipsometrischer Detektion zu untersuchen. Diese Sensoren sind mit einer Zusatzschicht versehen, die aus mit anderen Metallionen dotieren Oxiden (SnO2, TiO2, ZnO) besteht. Die in diesem Projekt hauptsächlich untersuchten Matrixsysteme sind SnO2 und ZnO. Die Gold-SPR-Sensoren werden in der Beschichtungsanlage der BAM hergestellt und daraufhin im Beschichtungslabor der UJEP mit dotierten Oxidschichten modifiziert. Die dielektrischen Funktionen und genauen Schichtdicken dieser Schichtsysteme sollen mit Hilfe von spektroskopischer Ellipsometrie genau und in Abhängigkeit der Dotierungskonzentration ermittelt werden. Daraufhin sollen Gasdetektionsexperimente mit diesen Sensoren durchgeführt werden um die Sensitivität des Detektionsprozesses bei verschiedenen Gasen und Gasmischungen sowie die Langzeigstabilität in Abhängigkeit von der Dotierungskonzentration zu bestimmen. Besonderes Augenmerk soll dabei auf das Gas Kohlenmonoxid gelegt werden. Dadurch soll eine Korrelation zwischen der Dotierungskonzentration und dem Detektionsverhalten gefunden werden. Der Teil des Gemeinschaftsprojekts, der an der BAM durchgeführt wird und für den hiermit Förderung beantragt wird, beinhaltet ellipsometrische Analysen der Kombinationsschichtsysteme, SPR Detektionsexperimente mit Hilfe eines Laser-Ellipsometers zum Auslesen. Schließlich soll ein IR-Reflektometrie / Ellipsometrie Experiment aufgebaut werden. Dieses soll verwendet werden den der Gasdetektion im Falle des Systems Fe:SnO2 / CO zugrunde liegenden Chemisorptionsprozess in situ zu untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Partnerorganisation: Czech Science Foundation
• Beteiligte Person: Dr. Martin Kormunda