Siloxan-Behandlung von Halbleitergassensoren im temperaturzyklischen Betrieb – Sensitivität und Selektivität

Abstract

Siloxan-Verbindungen schädigen in hohen Dosen die Funktion von Halbleitergassensoren, was gemeinhinals Vergiftung bezeichnet wird [1]. Da Siloxan-Verbindungen weit verbreitet sind und beispielsweise in einer Vielzahl von Körperpflegeprodukten eingesetzt werden [2], ist es notwendig die Schädigungsmechanismen zu kennen und entsprechende Gegenmaßnahmen (Sensortausch, Kompensation, Rekalibrierung…) vorzunehmen. Darüber hinaus kann mit Siloxanen die Selektivität auf Wasserstoff erhöht werden, da die Sensitivität auf Wasserstoff deutlich weniger abnimmt als die anderer Gase [3,4]. Bei geringe Siloxandosis kann zunächst eine Erhöhung der Sensitivität beobachtet werden [5]. Während bei konstanter Sensortemperatur die Auswirkung von Siloxanen auf das Sensorverhalten bereits untersucht worden ist [6,7], sind Auswirkungen auf Sensoren im temperaturzyklischen Betrieb (engl. temperature cycled operation, TCO) hingegen bis jetzt wenig untersucht: Erste Arbeiten zeigen aber, dass unter bestimmten Bedingungen diese Betriebsweise weniger anfällig für Vergiftung ist [8]. Die quantitative Auswertung auf Basis der differentiellen Oberflächenreduktion (engl. differential surface reduction, DSR, [9-11]) wurde bis jetzt nicht hinsichtlich Stabilität gegenüber Siloxanen untersucht. Für den Einsatz dieser Betriebsart in Anwendungen ist Kenntnis über die zu erwartenden Auswirkungen jedoch unabdingbar. ...