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An Analytic Model of the Dynamic Response of Mass-Sensitive Chemical Sensors

Titelangaben

Fischerauer, Gerhard ; Dickert, Franz L.:
An Analytic Model of the Dynamic Response of Mass-Sensitive Chemical Sensors.
In: Sensors and Actuators B: Chemical. Bd. 123 (Mai 2007) Heft 2 . - S. 993-1001.
ISSN 0925-4005
DOI: https://doi.org/10.1016/j.snb.2006.11.002

Angaben zu Projekten

Projektfinanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst

Abstract

Mass-sensitive chemical sensors such as quartz crystal microbalances (QMB) or surface acoustic wave (SAW) devices tend to have a slow dynamic response. This is due to the fact that the chemical species to be bound in the selective sensor film diffuses into the film with characteristic diffusion coefficients on the order of only 10^{-17} m²/s. We derive a closed-form analytic solution to the problem, which involves Jacobian theta functions and is valid for all mass-sensitive sensors the dynamic response of which is dominated by diffusion effects. The model is validated by comparing its predictions to experimental data and to numerical computations. In the end, we deduce a model-based strategy capable of predicting the steady-state response and, thus, of reducing the effective response time of the sensor.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Keywords: Mass-sensitive chemical sensors; SAW; QMB; dynamic response; analytic model; diffusion
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Mess- und Regeltechnik > Lehrstuhl Mess- und Regeltechnik - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Gerhard Fischerauer
Profilfelder > Emerging Fields > Energieforschung und Energietechnologie
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Mess- und Regeltechnik
Profilfelder
Profilfelder > Emerging Fields
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Eingestellt am: 19 Feb 2016 06:52
Letzte Änderung: 19 Feb 2016 06:52
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/30867