Sensoren aus Nanoröhrchen

Forschern der ETH Zürich ist es gelungen, einen winzigen hochempfindlichen Drucksensor auf der Basis von Kohlenstoff-Nanoröhrchen herzustellen. Beachtlich am Prototypen ist, dass er eine gleichwertige oder sogar bessere Sensitivität als herkömmliche Sensoren bieten soll. Dabei stellten besonders die kleinen Dimensionen die Forscher vor grosse Herausforderungen.

Der Sensor der ETH-Forscher besteht aus mehreren Ebenen. Als Grundlage kommt eine Silizium-Schicht mit einer Dicke von 300 Mikrometern zum Einsatz. Auf diese wird eine rund 100 Nanometer dünne Membran aus Aluminiumoxid aufgebracht, nachdem mit Hilfe von photolithographischen Verfahren Teile der Siliziumschicht weggeätzt wurden. Im Zentrum dieser Membran werden dann die Kohlenstoff-Nanoröhrchen positioniert und mit Hilfe einer Titan-Gold-Legierung mit den elektrischen Kontakten verbunden.

Wirkt sich eine Druckveränderung auf die Membran aus, dehnt sie sich. Diese Dehnung wird gemäss den Forschern direkt an die Nanoröhrchen weitergegeben, so dass sich deren elektrischer Widerstand ändert. Da die Änderung des Widerstands bei den Nanoröhrchen sehr stark ausfällt, kann aus dessen Messung die Druckveränderung auf die Membran hergeleitet werden.
In einem nächsten Schritt wollen die Forscher die Sensoren nicht nur verkleinern, sondern automatisch auf der Membran wachsen lassen. Damit wäre sogar eine industrielle Herstellung denkbar.