Innovative thin film techniques for microfabricating electrochemical sensors

• Autorzy: Schöning M.J. , Schubert J. , Kloock J.P. , Zander W. , Mourzina Y.G. , Legin A. , Vlasov Y.G. , Lüth H.

Warianty tytułu

PL

Nowe techniki cienkowarstwowe stosowane do wytwarzania czujników elektrochemicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The pulsed laser deposition (PLD) technique is proposed as an innovative semiconductor-compatible fabrication technique in order to realise different thin film materials for chemical sensor applications. As two examples, Ta(2)0(5) and Al(2)0(3) layers on top of capacitive Si/Si0(2) structures and chalcogenide glass layers on metallised Si substrates show a nearly-Nernstian pH sensitivity of about 55-58 mV per decade and a high sensitivity towards bi- and univalent heavy metal ions of about 25-29 mV and 56-60 mV per decade, respectively. The layer thickness of the sensor materials is in the nm range. Even multi-component systems consisting of up to five different elements can be stoichiometrically deposited. Besides the electrochemical sensor characterisation, Rutherford backscattering spectrometry, ion channeling experiments, X-ray diffractometry and transmission electron microscopy have been performed in order to study the physical layer structure of the pulsed laser-deposited thin film materials.

PL

Zaproponowano technikę impulsowego laserowego osadzania (PLD), jako nową, kompatybilną z technologią półprzewodnikową metodę wykonania cienkich warstw w czujnikach chemicznych. Przykładowo, warstwy Ta(2)O(5) i AbO(3) nałożone na wierzchu struktur pojemnościowych Si/SiO(2) i warstwy szklistych halogenków na metalizowanych podłożach Si wykazały czułość na pH bliską Nernstowskiej, około 55-58 mV na dekadę i dużą czułość na jony metali ciężkich, około 25-29 mV i 56-60 mV na dekadę, odpowiednio dla jonów dwu- i jednowartościowych. Grubość warstwy czułej chemicznie była rzędu nanometrów. Można również nakładać stechiometrycznie układy wieloskładnikowe, zawierające do pięciu pierwiastków. Oprócz charakteryzacji czujników elektrochemicznych, wykonano: pomiary spektrometryczne rozpraszania wstecznego Rutherforda, eksperymenty tunelowania jonów, dyfraktometrię rentgenowską i pomiary z użyciem elektronowego mikroskopu prześwietleniowego, w celu zbadania fizycznej struktury warstw wykonanych techniką impulsowego laserowego osadzania.

Słowa kluczowe

EN

thin-film technology; pulsed laser deposition technique; heavy metal determination

PL

czujniki elektrochemiczne; technologia cienkowarstwowa

• Wydawca: Nałęcz Institute of Biocybernetics and Biomedical Engineering of the Polish Academy of Sciences ; Elsevier
• Czasopismo: Biocybernetics and Biomedical Engineering
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 21, no. 4
• Strony: 107--119
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Schöning M.J.

autor

Schubert J.

autor

Kloock J.P.

autor

Zander W.

autor

Mourzina Y.G.

autor

Legin A.

autor

Vlasov Y.G.

autor

Lüth H.

• Research Centre Jülich, Institute of Thin Films and Interfaces, Germany