Im Mittelpunkt das abgeschlossenen Forschungsprojekts PhIR-10 stand die Entwicklung von Thermopiles mit wellenlängenselektiven Absorbern. Die Zielanwendung dieser Thermopiles liegt in der Gasanalyse und der Konzentrationsbestimmung verschiedenster Stoffe wie z.B. Kohlenstoffdioxid, Wasser im Gasgemisch. Dazu wurden Ideen umgesetzt, Schichtsysteme und Absorber so zu fertigen, dass mit einem Strukturierungsprozess gleichzeitig Thermopiles und Absorber entstehen, die für verschiedene Wellenlängen besonders empfindlich sind.
Zunächst wurden mittels optischer Simulationen Absorber ausgewählt und optimiert, so dass die Absorption für eine Zielwellenlänge, die der Absorptionsbande eines zu detektierenden Stoffes entspricht, möglichst hoch (im Idealfall über 90%) ist und für die restlichen Wellenlängen möglichst gering ist. Außerdem wurde die direkte Integration der Absorber auf der Membran des Thermopilesensors evaluiert. Anschließend wurden diese Strukturen in eine auf dem Thermopile befindlichen Schicht eingebracht und charakterisiert.
Ähnliche Absorber sind nicht nur für Kohlenstoffdioxid und Wasser denkbar, sondern für eine Vielzahl weiterer Stoffe z.B. Ethanol, Azeton, Stickoxide und Flurane.
Die beschriebenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden im Forschungsprojekt „Gasdetektion auf Basis von in Thermopiles integriertem Absorber“ (PhIR-10) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.
FKZ: 49MF210027
