Neues Herstellungsverfahren von Nano-Gassensoren
Fokussierte Elektronenstrahlabscheidung könnte Türen zu Messungen in mobilen Endgeräten öffnen.
Gassensoren in Nanogröße, mit denen man beispielsweise über Mobiltelefone die Luftfeuchtigkeit messen kann, sind an sich nichts Neues. Die Nanostruktur der Sensoren wird bislang allerdings aufwändig mit lithografischen Methoden hergestellt, die darüber hinaus auf unebenen Oberflächen nur sehr schlecht funktionieren.
Abb.: Schema der fokussierten Elektronenstrahlabscheidung. (Bild: M. Huth)
Relativ neu ist die Methode der fokussierten Elektronenstrahlabscheidung, kurz FEBID, mit der Nanostrukturen mit einer Art direkten „Schreibmethode“ ohne jegliche Vor- und Nachbereitung hergestellt werden können. Nach der Erforschung der Grundlagen werden erst seit kurzem versuchsweise anwendungsorientierte Nanostrukturen mittels FEBID hergestellt. Gemeinsam mit Kollegen der Universität Graz hat Harald Plank vom Institut für Elektronenmikroskopie und Nanoanalytik der TU Graz nun einen FEBID-basierten nanoskopischen Gassensor entwickelt.
Der Herstellungsprozess funktioniert auch auf unebenen Oberflächen – nachdem die Eigenschaften von Nanostrukturen ganz wesentlich vom jeweiligen Material abhängen, eröffnen sich dadurch neue Anwendungsmöglichkeiten. „Wir wollen nun nanoskopische Oberflächen funktionalisieren und damit ganz spezialisierte Nanosensoren entwickeln – um beispielsweise nicht nur die Luftfeuchtigkeit via Nanosensor im Handy zu messen, sondern auch den Gehalt an CO oder Schwefel“, skizziert Plank die nächsten Schritte.
Besonders interessant wäre diese neue Art von Nano-Gassensor für umweltrelevante Luftgütemessungen, etwa verkehrsbedingte Abgase. Denkbar ist auch die Messung von Giftstoffen mittels mobiler Endgeräte. „Ein weiterer Riesenvorteil: Mit der neuen Methode hergestellt, ist der Nano-Gassensor auch in flüssigen Umgebungen einsatzfähig. Damit eröffnen sich auch medizinische Anwendungen – beispielsweise die direkte Messung einzelner Bestandteile im Blut“, betont Plank.
Die Arbeit entspringt einer Kooperation von TU Graz, Universität Graz, dem NanoTecCenter Weiz und der Johann Wolfgang Goethe Universität in Frankfurt. Unterstützt wurde das Forschungsvorhaben von der ACR (Austrian Cooperative Research) in Wien.
TU Graz / PH
