Gruppe Integrierte Sensorsysteme

Forschungsschwerpunkt der Gruppe ist die Entwicklung funktionaler, gassensitiver Materialien und Oberflächen sowie miniaturisierter Gassensorsysteme. Bei der Synthese und Verarbeitung gassensitiver Materialien und Oberflächen haben wir stets die spezifische Anwendung im Blick. Für den Aufbau miniaturisierter Gassensorsysteme integrieren wir Sensortechnologie und Elektronik in kompakten und kostengünstigen Mikrosystemen. Ein Beispiel sind mikrostrukturierte Infrarot(IR)-Strahler, die als Lichtquellen in mikrooptische Sensoren (MOEMS) integriert werden. Für die Einbettung in drahtlose Sensornetzwerke oder mobile Endgeräte entwickeln wir besonders kleine, preiswerte und energieeffiziente Gassensoren. Sie finden Anwendung in der Lüftungstechnik, zur Detektion toxischer Gase, bei der Qualitätskontrolle von Lebensmitteln im Lager oder auf dem Transportweg sowie in »smarten« Anwendungen wie beispielsweise im »Smart Home«.

Gassensitive Materialien

  • Materialsynthese und –verarbeitung: Schichtdicken von wenigen nm bis mehreren µm, Beschichtung auf mikrostrukturierten Substraten (MEMS)
  • Halbleiter-Gassensoren: Metalloxidschichten wie SnO2, WO3 oder Cr2–xTixO3+z mit katalytischen Zusätzen
  • Kolorimetrische Gassensoren: u. a. Farbumschlagsmaterialien für CO, NO2, NH3, H2S und flüchtige organische Verbindungen (VOC)

Mikrooptische Komponenten

  • IR-Strahler für einen Wellenlängenbereich von 5 bis 12 µm, z. B. modulierbar
  • IR-Detektoren für einen Wellenlängenbereich von 3 bis 5 µm, z. B. aus PbSe
  • diffraktive Optiken, z. B. Fresnel-Linsen aus Silizium oder Komponenten für IR-Emitter

Miniaturisierte Gassensorsysteme

  • je nach Messprinzip Gaskonzentrationen von ppb bis Prozent messbar; modulare Systeme durch Kombination verschiedener Sensorprinzipien
  • Sensorik für energieautarke Systeme mit drahtloser Kommunikation
  • photoakustische Systeme, Filterphotometer und miniaturisierte Gaschromatographie-Systeme