Une étape importante dans la technologie des capteurs : mesure parallèle de plusieurs paramètres de l'eau avec une seule puce de capteur
Cette innovation ouvre de nouveaux horizons pour l'analyse environnementale et la bioanalyse
L'Institut Fraunhofer des microsystèmes photoniques IPMS présente une technologie d'intégration révolutionnaire pour la mesure simultanée de divers paramètres de l'eau à l'aide de transistors à effet de champ sensibles aux ions (ISFET). La nouvelle technologie d'intégration à puits n permet de mesurer en parallèle et en continu les valeurs de pH, les concentrations de nitrate, de phosphate et de potassium à l'aide d'une seule puce de capteur. Cette innovation ouvre de nouveaux horizons pour l'analyse environnementale et biologique.
Les ISFET sont compacts, durables et faciles à intégrer. Ils conviennent donc parfaitement à la mesure précise du pH et à la détermination exacte de la concentration de nombreux ions dans l'eau, ce qui en fait des outils puissants dans les domaines de l'environnement et de la bioanalyse. En raison de leur résistance à la rupture, ils sont déjà largement utilisés dans la technologie de mesure du pH, en particulier dans la production alimentaire. Le Fraunhofer IPMS a maintenant développé une technologie de puits n qui permet l'intégration de plusieurs ISFET sur une seule puce de manière à ce qu'ils puissent être spécifiquement fonctionnalisés avec des couches sélectives d'ions.
Cette technologie d'intégration ouvre la voie à des réseaux d'ISFET multifonctionnels. En coopération avec des partenaires de recherche, d'autres couches sélectives d'ions spécifiques à une application peuvent être développées et intégrées à l'avenir. Cela permet de mesurer simultanément et en continu différents paramètres tels que le pH, le nitrate, le phosphate et la concentration de potassium à l'aide d'une seule puce de capteur. D'autres paramètres peuvent être intégrés au système en fonction des besoins.
"Un tel système de mesure, capable d'enregistrer en continu et en temps réel les paramètres essentiels de l'eau, présente un énorme potentiel commercial", explique le Dr Olaf R. Hild, responsable de l'unité commerciale Technologie des capteurs chimiques au Fraunhofer IPMS. "Cela ouvre de nouvelles possibilités d'applications dans les domaines de l'analyse environnementale, de l'agriculture et de la gestion de l'eau, ainsi que sur le marché en pleine croissance des applications d'agriculture d'intérieur. "Et, ajoute-t-il en souriant, avec cette technologie, nous occupons une position unique en Europe !
L'utilisation de cette technologie devrait contribuer à accroître l'efficacité et la durabilité de l'agriculture en combinant les mesures avec des données externes, telles que les données météorologiques. Les agriculteurs pourraient ainsi appliquer les nutriments avec plus de précision, ce qui se traduirait non seulement par des économies sur les coûts des engrais, mais aussi par une réduction de l'impact sur l'environnement.
Les capteurs développés jusqu'à présent, ainsi que la technologie d'intégration n-well, seront présentés au salon SENSOR+TEST de Nuremberg, du 11 au 13 juin, afin d'expliquer la technologie aux développeurs, aux intégrateurs et aux utilisateurs potentiels. Les rendez-vous avec les experts du Fraunhofer IPMS au stand 1-317 peuvent être pris à l'avance sur le site web de l'institut.
Principes physiques de l'ISFET du Fraunhofer IPMS
Les ISFET du Fraunhofer IPMS sont basés sur la technologie des transistors à effet de champ à métal-oxyde-semiconducteur (MOS). L'intégration de plusieurs ISFET dans un puits n est rendue possible par l'isolation électrique, obtenue par l'implantation de phosphore comme dopant n dans une plaquette p. La zone du capteur en contact avec le milieu est constituée d'une couche d'oxyde métallique, qui peut soit fonctionner comme un capteur de pH, soit être recouverte d'une membrane sélective d'ions. Pour chaque ion à détecter, un ISFET doit être recouvert d'une membrane sélective d'ions correspondante.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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