DE3644820A1 - Anordnung und verfahren zur erfassung von teilchen - Google Patents
Anordnung und verfahren zur erfassung von teilchenInfo
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Description
Die heute eingesetzten chemischen Sensoren funktio
nieren in den meisten Fällen durch einigermaßen
spezifische Adsorbtion veränderte Leitfähigkeit oder
Elektronaustrittsarbeit oder durch elektrochemische
Prozesse.
Durch diese Prozesse sind zahlreiche Sensoren reali
siert worden, Halbleiter (Halbleiteroxid, Zinnoxid)
Figaro-TGS-Sensoren oder Halbleiter-MOS-FET-Sensoren
oder elektrochemische Gassensoren. Alle diese Sensoren
sind vom Prinzip her nicht selektiv. Sie weisen mehr
(TGS) oder weniger (elektrochemische Sensoren) Quer
empfindlichkeiten auf. Gegen diese Querempfindlich
keiten versucht man durch bestimmte chemische Filter
vorzugehen, aber diese Filter werden verbraucht und
die prinzipbedingte Unselektivität tritt wieder auf.
Nach unserem Lösungsweg sollte der Sensor gleich zwei
Funktionen beinhalten, einmal eine Separation und
zweitens eine Detektion. Wenn diese beiden Funktionen
so wie nach unserem Vorschlag auf physikalischem Weg
geschehen, kann man davon ausgehen, daß durch Aus
schaltung von chemischen Prozessen ein Verbrauch, eine
Veralterung des Sensors sehr verlangsamt wird und da
durch die Lebensdauer des Sensors deutlich erhöht
wird.
Die Separation von den aufzuweisenden Teilchen ge
schieht dadurch, daß die Teilchen ionisiert werden.
Diese Ionisierung kann durch große elektrische Felder,
Magnetfelder, elektronische Felder, durch Aufheizung,
durch Bestrahlung usw. geschehen. Durch diese Ioni
sierung werden die Teilchen an einer Separatoreinheit
eingeführt. Die Separatoreinheit kann eine räumliche
oder zeitliche Trennung bei verschiedenen Ionen und/
oder Massen und/oder Ladung pro Massen hervorrufen.
Ein Teil der Patentidee ist, daß die nachzuweisende
Detektoreinheit sehr kleine geometrische Abmessungen
(Abmessungen) aufweist. Dadurch ist eine sehr geringe
Räumlichkeitstrennung genügend im Gegenteil zu groß
analytischen Geräten wie Massenspektrometer oder
Quadropolspektrometer.
Da die Abmessung der Detektionsvorrichtung im Mikro
meterbereich liegen kann, es ist nur eine Trennung
von verschiedenen Ionen, genügt es, die verschiedenen
Teilchen im Mikrometerabstand zu trennen, was wiederum
erlaubt, diese Vorrichtung nicht im Hochvakuum zu
betreiben, (im Gegensatz zu großanalytischen Geräten)
sondern im niedrigen Vakuumbereich oder im bestimmten
Fall sogar bei Normaldruck. Durch diese Möglichkeit
ist natürlich eine enorme Vereinfachung für das ganze
Meßverfahren gegeben. Zur Detektion ist es notwendig,
die entsprechenden Ionen als Ladungen zu detektieren.
Dazu eignen sich vorzugsweise elektronische Bauele
mente, die mit Hilfe der Halbleitertechnologie her
gestellt werden wie Dioden, MOS-Transistoren, Bipolar-
Transistoren, Kondensatoren, J-FET usw. oder mit
diesen Sensoren verbundene leitfähige Ableit- oder
Detektorstreifen, die in sehr kleinen Abmessungen
hergestellt werden können.
Die ganze Einheit kann mit Hilfe des Dick-, Dünn-,
Halbleitertechnologieverfahrens hergestellt und so in
sehr kleinen Abmessungen realisiert werden. Dadurch
kann dieses Nachweisverfahren als Sensor eingesetzt
werden.
Claims (15)
1. Eine Anordnung und Verfahren zur Erfassung von Gas-
Flüssig- und Feststoffen, die ionisiert und/oder aufgeladen
werden und dann getrennt und detektiert werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung und/oder die
Ionisation und/oder die Trennung und/oder die Detektion
und/oder die Signalverarbeitung im Vacuum und/oder bei
geringem Gasdruck und/oder bei normalem Gasdruck und/oder
in der Flüssigphase und/oder in Plasma auf eine
miniaturisierte, integrierte Form geschieht.
2. Anspruch 2 nach 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung und die Detektion
mit so hoher Auflösung geschieht, daß kein hohes Vakuum
gebraucht wird, sondern es genügt, daß die
durchschnittliche Länge des Freifluges des Moleküls
vergleichbar ist mit den Abmessungen des Trennfeldes.
3. Anspruch 3 nach 1-2,
eine Massenquelle,
dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen in einem Kapillar
und/oder in einem kleinen Kanal, Knudsenrohr,
Diffusionsbarriere geführt werden, die mit Hilfe der Dünn
und/oder Dickfilm Technologie und/oder der Halbleiter
Technologie gemacht werden.
4. Anspruch 4 nach 1-3,
eine Massenquelle,
dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen ionisiert werden,
während der Durchführung von zwei oder mehr gegeneinander
angeordneten Flächen und/oder Spitzen aus leitendem
und/oder halbleitendem Material und/oder während der
Durchführung in der Nähe eines aufgeheizten Widerstandes
und/oder eines Elektrodenkanals, einem Ionenfeld,
hochenergetischer Lampe, einem Laser, starkem Magnetfeld,
wo diese Teile der Ionenquelle teils oder ganz in einer
Dünn oder Dickfilm und/oder in einer monolytischen
Ausführung vorliegen.
5. Anspruch 5 nach 1-4,
eine Blende und Beschleunigungsstraße,
dadurch gekennzeichnet, daß die Blende und/oder die
Beschleunigungsstraße in einer Dünn- Dickfilm und/oder
Halbleiter Ausführung vorliegt.
6. Anspruch 6 nach 1-5
eine Trennvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß ein starkes Magnetfeld die
Teilchen nur geringfügig auseinandertreibt, aber durch eine
superdünne Separaterblende (hergestellt durch
photolitographisches, röntgenlithographisches Ätzverfahren
und/oder Laserausbrennung und/oder Ionen-Implantation
und/oder Ionen- und/oder Elektronenätzverfahren oder andere
"mikromechanische" Bearbeitungsmethoden) große Trenneffekte
verursacht.
7. Anspruch 7 nach 1-6,
eine Trennvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß der Teilchenstrahl auf eine
oder mehrere kreis und/oder spiralförmige Bahn gedrängt
wird, wodurch seitlich angeordnete Trenndüsen die Teilchen
das Beschleunigungsfeld verlassen können.
8. Anspruch 8 nach 1-7,
eine Trennvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß aus den ionisierten Teilchen
durch elektrisches und/oder magnetisches Feld ein
Ionenpaket ausgezogen wird und nach einer Beschleunigung
auf einer freien Bahn laufen, wo die verschiedenen Teile
verschiedene Zeit für die gleiche Entfernung brauchen.
9. Anspruch 9 nach 1-8,
eine Blendvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß sie nach dem Ende der
Trennvorrichtung montiert ist und mit einem sehr dünnen
Spalt versehen ist, der mit einem photolithographischen
Ätzprozeß und/oder Ionenimplantation, und/oder mit Hilfe des
Laserstrahles gefertigt wurde.
10. Anspruch 10 nach 1-9,
eine Detektionsvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor ein MOS Transistor
ist.
11. Anspruch 11 nach 1-10,
eine Detektionsvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor ein Feldeffekt und
/oder ein bipalarer Transistor und/oder eine Verlängerung
der Steuerelektrode dieser Bauelemente ist.
12. Anspruch 12 nach 1-11,
eine Detektionsvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor eine Diode ist.
13. Anspruch 13 nach 1-12,
eine Detektionsvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor ein Kondensator
beliebiger Art ist.
14. Anspruch 14 nach 1-13,
eine Detektionsvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor eine
freischwebende Elektrode eines MOS Transistors und/oder
Kondensators ist.
15. Anspruch 15 nach 1-14,
eine Detektionsvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor ein Widerstand oder
eine Vorrichtung für die Messung von
Leitfähigkeitsveränderung beliebiger Art ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863644820 DE3644820A1 (de) | 1986-12-31 | 1986-12-31 | Anordnung und verfahren zur erfassung von teilchen |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19863644820 DE3644820A1 (de) | 1986-12-31 | 1986-12-31 | Anordnung und verfahren zur erfassung von teilchen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3644820A1 true DE3644820A1 (de) | 1988-11-03 |
Family
ID=6317441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19863644820 Withdrawn DE3644820A1 (de) | 1986-12-31 | 1986-12-31 | Anordnung und verfahren zur erfassung von teilchen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3644820A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2985813A1 (fr) * | 2012-01-16 | 2013-07-19 | Efficience Marketing | Capteur d'especes chimiques et procede de detection d'une espece chimique |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE3336780C2 (de) * | 1983-10-10 | 1986-01-02 | Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich | Mikrokanalplatten-Detektor mit hoher Ortsauflösung |
| DE2947050C2 (de) * | 1979-11-22 | 1992-11-26 | Karoly Dr. 4600 Dortmund Dobos | Anordnung zum Nachweis von Ionen, Atomen und Molekülen in Gasen oder Lösungen |
-
1986
- 1986-12-31 DE DE19863644820 patent/DE3644820A1/de not_active Withdrawn
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