Miniaturization of UV-regenerated ozone sensors

Ozon als einer der Hauptschadstoffe in der Luft kann für den Menschen schädlich sein, sodass die Messung der Ozonkonzentrationen in belasteten Regionen Menschen unterstützen kann, ihre Gesundheit zu schützen. Heutige Ozonsensoren sind jedoch sperrig, teuer und nicht für die Integration in die Verbrauchergeräte geeignet. Um sie integrieren und für intelligente Anwendungen zugänglich machen zu können, müssen sie daher miniaturisiert werden.

Ein vielversprechender Ansatz zur Miniaturisierung ist die Anwendung klassischen Metalloxid-Sensoren erweitert durch UV-Regeneration. Allerdings fordert die Integration von einer UV-Quelle in ein miniaturisiertes Gehäuse eine intelligente Lösung, um gleichzeitig die Wärme von der gassensitiven Schicht weg zu führen, aber dennoch ausreichend Energie für die Regeneration zuführen.

In dieser Arbeit wurden zunächst die potentiellen Integrations-Konzepte ausgearbeitet. Mit simulativer Unterstützung wurden die aussichtreichsten Konzepte priorisiert und aufgebaut. Anschließend wurde die Performance der miniaturisierten Ozonsensoren charakterisiert und bewertet. Die vorliegende Arbeit liefert neue Erkenntnisse zur Miniaturisierung von UV-regenerierten O3-Sensoren und zeigt wie man solche Sensoren von Konzept bis zum Aufbau realisiert. Die aufgebauten O3-Sensoren sind bisher die kleinsten UV-regenerierten O3-Sensoren, die in Consumer-Geräte integriert werden könnten.