Принцип роботи сенсору електроліт-ізолятор-напівпровідник (ЕІS). Як підняти чутливість цього сенсору?

Електроліт-діелектрик-напівпровідник (EIS) – це МДН-структура де металевий затворний електрод замінено на шар сенсору, який знаходиться у безпосередньому контакті аналізом та електрод порівняння.

Рисунок 1 - Принципи детектування в EIS.

Рисунок 2 - Типова поведінка C-V кривих для різних концентрацій H+ іонів. При збільшенні концентрації (pH) розчину криві зміщені по напрузі до більших значень.

Вимірюють ВФХ структури. Якщо в цій системі атоми газу можуть проходити крізь напівпрозору для них мембрану до інтерфейсу

електроліт/робочий електрод, то потенціал електрода і, відповідно, товщина області збіднення змінюються. Це веде до зсуву ВАХ уздовж осі напруг (рис. 3.17). Величина зсуву залежить від типу та концентрації газу, як і для звичайної GasFET-структури (див. формулу (3.8)).

Концентрацію аналізу або склад можна визначити проводячи виміри у режимах ємність/напруга або постійна ємність. Розподіл носіїв заряду на границі діелектрик-напівпровідник контролюється зовнішнім джерелом постійної напруги на відміну від електрода, джерело змінної напруги використовується для вимірювання ємності шару об’ємного заряду.

Схема напівпровідник-ізорятор конденсатовів

А- планарний, b – структурований, с – пористий

Виміри для EIS в режимі постійної ємності.

Для приладів по виміру pH завдяки кращому pH-відгуку, гістерезисних та дрейфових характеристик в порівнянні з SiO₂ використовують Al₂O₃, Si₃N₄ та Ta₂O₅. Si₃N₄ – стійкий до багатьох хімікатів. Для Al₂O₃ та Ta₂O₅ чутливість досягає 55-57 мВ / рН і 56-58mV/pH, відповідно, час відгуку <1 хв і вимірюваної діапазон рН 2-12 для обох матеріалів; дрейф <1 мВ / день і <2 мВ / день, відповідно, стабільності більше, трьох і одного року, відповідно

21. Газові сенсори на основі методу вібруючого електроду (метод зонду Кельвіна).

робота газових сенсорів на польовому ефекті базується на зміні роботи виходу металу. Широко застосовуваним методом визначення роботи виходу є так званий метод зонду Кельвіна,

На кварцовому п'єзокристалі чи осерді електромагніта знаходиться пластина зразка, роботу виходу носіїв заряду якого треба вимірювати. Коливання пластини викликає відповідне коливання ємності в повітряному зазорі між пластиною та електродом порівняння (d = 10–100 мкм) таким чином, що виникає змінний струм і в колі. Величина цього струму залежить від різниці потенціалів V D у зазорі

Даний метод можна використовувати в сенсорапх, з Барєром Шоткі. Детальнішу інформацію можна прочитати в книжці на ст. 83 або в презентаціях 5_6 на ст 44.

Дата добавления: 2015-01-03