Modellierung und elektrochemische Charakterisierung integrierter ionensensitiver Feldeffektsensoren:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1994
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichte VDI / 17]
120 |
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| adam_text | Titel: Modellierung und elektrochemische Charakterisierung integrierter ionensensitiver Feldeffektsensoren
Autor: Treichel, Wolfgang
Jahr: 1994
V Inhalt Liste der verwendeten Symbole .................................. VII Liste der verwendeten Abkürzungen.............................. XIV Kurzfassung ................................................ XV 1. Einleitung ..................... 1 2. Modelle zur Beschreibung von Elektrolyt/Isolator/Halbleiter-Systemen..... 3 2.1 Das Metall/Isolator/Halbleiter-System ...................... 4 2.2 Grenzübergang Isolator/Elektrolyt........................ 12 2.3 pH-sensitive Oberfläche ............................... 15 2.4 Diffuse Schicht...................................... 21 2.5 Elektrochemisches Gleichgewicht des EIS-Gesamtsystems ...... 22 2.6 Einfluß der Doppelschichtparameter auf die pH-Antwort und -Sensitivität...................................... 25 2.7 Dynamisches Kleinsignalverhalten des ElS-Systems ........... 37 2.8 Die Algorithmen..................................... 43 2.9 Fluoridempfindliche ElS-Strukturen........................ 44 2.10 Gei-Modell........................................ 47 3. Meßaufbau und Probenpräparation............................. 49 3.1 Aufbau der ElS-Struktur und der Meßanordnung.............. 49 3.2 Technologie der ElS-Strukturen.......................... 53 3.3 Meßgeräte......................................... 55 3.4 Auswertung von Messungen............................ 58 3.5 Meßfehler und Artefakte ............................... 59 4. Ergebnisse .............................................. 64 4.1 LaF 3 als fluoridsensitive Oberfläche ....................... 64 4.2 SrTI0 3 -EIS-Struktur als pH-Sensor........................ 68 4.3 pH-sensitive ZrO s -EIS-Struktur........................... 72
VI 4.4 Modellvergleich anhand weiterer Materialien................. 77 4.5 Einfluß zwischen Halbleiter und sensitiver Oberfläche .......... 80 4.6 Silizide als lonenbarriere und als ionensensitive Oberfläche...... 83 4.7 Platinzwischenschichten ............................... 92 4.8 pH-Sensitivität diamantähnlicher Kohlenstoffschichten.......... 96 5. Diskussion ............................................. 107 6. Zusammenfassung ....................................... 116 Anhang ................................................. 118 Anhang A1: XPS-Messung an Ta 2 0 5 ....................... 118 Anhang A2: Mathematischer Anhang ....................... 119 A2.1 Adsorptionsverhältnis und Sättigungsaktivität ......... 120 A2.2 ^-Transformation Im Site-Blnding-Modell“ ............. 121 A2.3 a 0 -Transformation im Site-Binding-Modell ............. 123 A2.4 Diffuse Schicht................................. 125 A2.5 n-Platten-System................................ 125 A2.6 Bestimmungsgleichungen des pH-EIS-Systems.......... 127 A2.7 Einfluß der potentialbestimmenden Parameter auf die pH-Antwort.................................. 128 A2.8 Einfluß der spezifischen Adsorptionsparameter auf die pH-Antwort.................................. 131 A2.9 Kleinsignal-Ersatzschaltbild ........................ 139 Literaturverzeichnis 142
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