Grundlagen eines neuartigen, bifunktionalen Gassensorsystems zur umfassenden Raumluftüberwachung durch Kombination halbleitender Metalloxide und IR-Absorption:
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| Format: | Buch |
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1999
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| Beschreibung: | Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 1999 |
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| adam_text | AGEN EINES NEUARTIGEN, BIFUNKTIONALEN GASSENSORSYSTEMS UEB ILMENAU
MFASSENDEN RAUMLUFTUEBERWACHUNG DURCH KOMBINATION HALBLEITENDER
METALLOXIDE UND IR-ABSORPTION DISSERTATION ZUR ERLANGUNG DES
WISSENSCHAFTLICHEN GRADES DOKTORINGENIEUR (DR.-ING.) DER FAKULTAET
ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK DER TECHNISCHEN UNIVERSITAET
ILMENAU VORGELEGT VON DIPLOMINGENIEUR JOACHIM FRANK, GEBOREN AM 17.02.68
IN EISFELD BERICHTERSTATTER: VG GM3L F8Z8 . DR.-ING. HABIL. WERNER BUFF,
TECHNISCHE UNIVERSITAET ILMENAU . RER. NAT. HANS MEIXNER, SIEMENS AG,
MUENCHEN . RER. NAT. IGNAZ EISELE, UNIVERSITAET DER BUNDESWEHR MUENCHEN 08.
JULI 1999 10. DEZEMBER 1999 INHALTSVERZEICHNIS I INHALTSVERZEICHNIS 0
EINLEITUNG 1 1 THEORETISCHE GRUNDLAGEN 5 1.1 WIRKUNGSWEISE HALBLEITENDER
METALLOXIDE 5 1.1.1 URSACHEN DER ELEKTRISCHEN LEITFAEHIGKEIT
HALBLEITENDER METALLOXIDE 5 112 GASSENSITIVITAET DER LEITFAEHIGKEIT IM
SS-GA 2 0 3 8 1.1.3 EINFLUSS VON DONATOREN 15 1.2 GASDETEKTION DURCH
INFRAROTABSORPTION 17 1.2.1 WECHSELWIRKUNG VON MOLEKUELEN MIT STRAHLUNG
17 1.2.2 DIE NICHTDISPERSIVE IR-ABSORPTION 19 2 METALLOXID-GASSENSOREN
AUF DER BASIS VON GA 2 0 3 25 2.1 PROBLEME BEI DER VERWENDUNG VON GA 2 0
3 25 2.2 HERSTELLUNG VON GA 3 0 3 -GASSENSOREN UND MESSAUFBAUTEN 26 2.2.1
PROBENAUFBAU 26 2.2.2 KATHODENZERSTAEUBEN 29 2.2.3 SIEBDRUCKVERFAHREN 30
2.2.4 HERSTELLUNG DOTIERTER SCHICHTEN 31 2.2.5 GASMESSPLATZ 33 2.2.6
SUBSTRATWAHL 37 2.3 CHARAKTERISIERUNG UNDOTIERTER UND DOTIERTER GA 2 0 3
-DUENN-UND DICKSCHICHTEN 39 2.3. 1 ZIELE UND METHODEN DER UNTERSUCHUNG
DER VERSCHIEDENEN SCHICHTEN 39 2.3.2 DEFEKTCHEMISCHES MODELL UNTER
BERUECKSICHTIGUNG DER SN *-DOTIERUNG 40 2.3.2.1 DEFEKTMODELL MIT
DOMINIERENDEN SAUERSTOFFLEERSTELLEN 40 2.3.2.2 DEFEKTMODELL FUER
DOMINIERENDE GA-ZWISCHENGITTERIONEN 42 2.3.3 ELEKTRISCHE MESSUNGEN AN
UNDOTIERTEN GA 2 O R DUENN- UND DICKSCHICHTEN 44 2.3.4 ANALYSEN AN
UNDOTIERTEN GA 2 0 3 -DUENN- UND DICKSCHICHTEN 47 2.3.5 ELEKTRISCHE
MESSUNGEN AN DOTIERTEN GA 2 OE 3 -DUENN- UND DICKSCHICHTEN 49 2.3.6
ANALYSEN AN DOTIERTEN GA 2 0 3 -DUENN- UND DICKSCHICHTEN 56 2.3.7
LANGZEITSTABILITAET 59 2.3.8 DISKUSSION DER ERGEBNISSE AN GASSENSITIVEN
SCHICHTEN 59 2.3.8.1 ELEKTRISCHE LEITFAEHIGKEIT UNDOTIERTER DUENN- UND
DICKSCHICHTEN 59 2.3.8.2 GASSENSITIVE EIGENSCHAFTEN UNDOTIERTER DUENN-
UND DICKSCHICHTEN 61 2.3.8.3 ELEKTRISCHE LEITFAEHIGKEIT DOTIERTER
DUENNSCHICHTEN 63 2.3.8.4 SENSITIVITAETEN DOTIERTER DUENNSCHICHTEN
GEGENUEBER REDUZIERENDEN GASEN 66 2.3.8.5 SAUERSTOFFSENSITIVITAET
DOTIERTER DUENNSCHICHTEN 67 2.3.8.6 ERWEITERTES DEFEKTMODELL 68 2.3.8.7
ELEKTRISCHE LEITFAEHIGKEIT DOTIERTER DICKSCHICHTEN 73 2.3.8.8
SENSITIVITAETEN DOTIERTER DICKSCHICHTEN GEGENUEBER REDUZIERENDEN GASEN 75
2.3.8.9 SAUERSTOFFSENSITIVITAET DOTIERTER DICKSCHICHTEN 76 2.3.9
ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE AN GASSENSITIVEN SCHICHTEN 77 2.4
REDUZIERUNG DER LEISTUNGSAUFNAHME DES SENSORELEMENTES 78 2.4.1 ABLEITUNG
VON DESIGNVERAENDERUNGEN AUS DEN WAERMEVERLUSTMECHANISMEN 78 2.4.2 ERSTE
VERKLEINERUNGSSTUFE 79 2.4.2.1 ANSYS-SIMULATION: ERSTE
VERKLEINERUNGSSTUFE 82 2.4.2.2 EXPERIMENT: ERSTE VERKLEINERUNGSSTUFE 85
2.4.3 ZWEITE VERKLEINERUNGSSTUFE 86 2.4.3.1 ANSYS-SIMULATION: ZWEITE
VERKLEINERUNGSSTUFE 87 2.4.3.2 EXPERIMENT: ZWEITE VERKLEINERUNGSSTUFE 88
2.4.4 EINFLUSS DER VERSCHIEDENEN VERKLEINERUNGSSTUFEN AUF DIE
GASSENSITIVEN ELEKTRISCHEN EIGENSCHAFTEN 89 2.4.5 DISKUSSION DER
ERGEBNISSE DURCH DIE LEISTUNGSREDUZIERUNG 93 3 EINSATZ DES GA 2 0 3
-GASSENSORS IM BIFUNKTIONALEN SENSORSYSTEM 99 3.1 AUFBAU DES
BIFUNKTIONALEN SENSORSYSTEMS 100 3.2 GA 2 0 3 -GASSENSOR ALS
INFRAROTQUELLE EINES NDIR-SENSORS 102 3.2.1 STRAHLUNGSEMISSION DES
GA^OJ-GASSENSORS 102 3.2.2 EINFLUSS ANWESENDER GASE AUF DIE
STRAHLUNGSEMISSION 104 3.3 IR-STRAHLUNGSAUSBREITUNG IN DER MESSKAMMER 109
3.3.1 ANPASSUNG DES PHOTOMETRISCHEN ENTFERNUNGSGESETZES 110 3.3.2
DIREKTE EINSTRAHLUNG 111 3.3.3 EINSTRAHLUNG NACH MEHRFACHER REFLEXION
111 3.3.4 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNG DER STRAHLUNGSAUSBREITUNG 116 3 4
GASSENSITIVITAETEN UND-SELEKTIVITAETEN DES GESAMTSYSTEMS 117 3.4.1 AUSWAHL
UND BESCHREIBUNG DES UNTERSUCHUNGSGEGENSTANDES 117 3.4.2 C0 2
-SENSITIVITAET DES INFRAROTOPTISCHEN SYSTEMTEILS 118 3.4.2.1
METALLOXID-GASSENSOR DER ERSTEN VERKLEINERUNGSSTUFE ALS IR-QUELLE 119
3.4.2.2 METALLOXID-GASSENSOR DER ZWEITEN VERKLEINERUNGSSTUFE ALS
IR-QUELLE 120 3.4.2.3 AUSWERTUNG DER C02-SENSITIVITAETEN UND
FEHLERBETRACHTUNG 121 3.4.3 GASSELEKTIVITAETEN DES SENSORSYSTEMS 122
INHALTSVERZEICHNIS MJ 3.5 WEITERE EINFLUISFAKTOREN AUF DAS GESAMTSYSTEM
126 3.6 ZUSAMMENFASSENDE BESCHREIBUNG DES SENSORSYSTEMS 131 4
ZUSAMMENFASSUNG 135 5 WERTUNG UND AUSBLICK 137 LITERATUR- UND
QUELLENVERZEICHNIS 139 VERZEICHNIS DER VERWENDETEN SYMBOLE UND
ABKUERZUNGEN 143 ANHANG A: SCHALTUNG ZUR VERSTAERKUNG DER
THERMOPILE-SPANNUNG 147 ANHANG B: VEROEFFENTLICHUNGEN UND
PATENTANMELDUNGEN 148
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