Micro-acoustic membrane-based resonators for measurements in liquids

• Applicants: Professor Dr. Oliver Ambacher; Professor Dr. Leonhard Michael Reindl
• Subject Area: Microsystems ; Electronic Semiconductors, Components and Circuits, Integrated Systems, Sensor Technology, Theoretical Electrical Engineering ; Mechanical Properties of Metallic Materials and their Microstructural Origins
• Term: from 2013 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 233800878

Gegenstand des Neuantrags ist die Entwicklung eines mikroakustischen Sensors zur multiparameteranalytik in Flüssigkeiten. Der Sensor basiert auf einer AlN-Membran die zu asymmetrischen Schwingungen angeregt wird. Die Arbeitsfrequenz des Sensors ist etwa 60 mal geringer als die von vergleichbaren Oberflächen- oder Volumenwellenbauelementen und der Sensor ist besonders gut zur simultanen Detektion unterschiedlicher Stoffeigenschaften geeignet.Ein neuartiger Aufbau des Sensors soll wesentliche Nachteile des gängigen Aufbaus eliminieren. Im neuartigen Aufbau sind die Elektroden in der Membran vergraben, wodurch die elektromechanische Kopplung maximiert und der Wandler elektrisch abgeschirmt wird. Wegen der vollständigen Abschirmung sind beide Seiten der Membran nutzbar. Die Vorteile sind ein vermindertes Signal-zu-Rausch-Verhältnis, eine verminderte Druckabhängigkeit, eine erhöhte Sensitivität und minimales elektrisches Übersprechen. Wesentliche Zielsetzung ist die frequenzdiverse Messung zur Analytik von nicht standardisierten Flüssigkeiten. Dazu soll das Systemverhalten erstmalig mit Reflexionen modelliert und optimiert werden. Die Performance des Sensors soll mit DNA, Dopamin und der simultanen Bestimmung von Massenbelegung, Fluiddichte, Viskosität, Kompressibilität und Temperatur geprüft werden..

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Vadim Lebedev, Ph.D.