Sensoren aus dem Drucker

Themenvorschlag für Bachelorarbeit / Themenvorschlag für Masterarbeit

Ihre Aufgaben:
Die Arbeitsgruppe »Integrierte Sensorsysteme« befasst sich seit vielen Jahren mit der Entwicklung unterschiedlichster Gassensoren und Gasmesssysteme. Neben den optischen Sensoren liegt ein Schwerpunkt auf der Entwicklung von halbleitenden Metalloxidsensoren (SnO2, CTO, ZnO, WO3). Diese werden kundenspezifisch entwickelt und hinsichtlich ihrer Gasselektivität, Sensitivität, Stabilität und Reproduzierbarkeit untersucht. Bei Betriebstemperaturen von 200°C bis 900°C ändert sich der Widerstand der halbleitenden Schicht bei Kontakt mit dem zu detektierenden Gas. Diese reversible Reaktion macht einen elektronischen Nachweis möglich. Typische zu detektierende Gase sind NOX, CO, CH4, NH3, O3, H2O. Ein von Fraunhofer IPM entwickeltes Inkjet-Verfahren ermöglicht die kostengünstige und flexible Herstellung solcher Sensoren.

Bislang erfolgt die Schichtherstellung über Siebdruck oder mittels Dünnschichtverfahren. Ziel der Abschlussarbeit ist die Weiterentwicklung und Verbesserung von gedruckten SnO2- und WO3-Schichten. Beide Materialien werden bereits in der Gassensorik zur Detektion der toxischen Gase CO bzw. NO2 eingesetzt.

Für die Sensorherstellung mittels Inkjet sollen bereits bestehende Tinten, die die funktionalen Partikel enthalten, weiter optimiert und für eine Erweiterung des Anwendungsfeldes modifiziert werden. Im Rahmen der Arbeit sind unterschiedliche Schichtgeometrien und -morphologien (variable Schichtdicken, Porosität, etc.) der Sensorwirkschichten herzustellen. Diese Sensoren sollen am Gasmessplatz von Fraunhofer IPM auf ihre Sensitivitäts- und Selektivitätseigenschaften für die Zielgase und auf etwaige Querempfindlichkeiten und Feuchteabhängigkeit hin untersucht werden.

Im Einzelnen soll die Arbeit Folgendes umfassen:

Herstellung der Metalloxidtinte nach Rezept
Inkjet-printing unterschiedlicher Sensorgeometrien
Entwicklung eines geeigneten Temperprozesses
Schichtcharakterisierung mittels Lichtmikroskop, REM
Durchführung von Gasmessungen
Dokumentation und Bewertung der erzielten Ergebnisse

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Unternehmen

Thesius Inspiration

Abschlussart

Bachelorarbeit / Masterarbeit

Branche

Chemie und Pharmazie

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