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Dissertation angenommen durch: Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Abteilung Elektrotechnik und Informationstechnik, 2002-03-05
BetreuerIn: Prof. Dr.-Ing. Holger Vogt , Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Abt. Elektrotechnik, Institut für Mikroelektronik u. Mikrosystematik
GutachterIn: Prof. Dr.-Ing. Holger Vogt , Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Abt. Elektrotechnik, Institut für Mikroelektronik u. Mikrosystematik
GutachterIn: Prof. Dr. rer.nat. Wilfried Mokwa , Rhein.-Westf. Technische Hochschule Aachen, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik
Schlüsselwörter in Deutsch: pH-Messung, REFET, polymerer Gateisolator, Adsorptionsmodell, Site-Binding-Model, CF-Polymer
Schlüsselwörter in Englisch: pH-measurement, REFET, polymeric gate insulator, adsorption model, site-binding-model, CF-polymere
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Abstrakt in Deutsch
In dieser Arbeit werden Herstellung und Eignung von organischen, polymeren Schichten beschrieben, die als Gateisolatoren auf Feldeffekttransistoren zur Bestimmung von Referenzpotentialen für die pH-Messung von elektrolytischen Lösungen dienen (Referenz-Feldeffekttransistor: REFET). Auf der Grundlage des site-binding-Modells wurden hydrophobe CF-Polymere als Gateisolator untersucht. In verschiedenen Verfahren können polymere Schichten hergestellt werden, die sich durch niedrige selektive Empfindlichkeiten auf Wasserstoffionen auszeichnen. Die weiteren Beobachtungen indizieren, daß die anwendbarkeit des site-binding-Modell mit seiner Grundannahme von dissoziierbaren Gruppen für gruppenarme Polymeroberflächen überprüft werden muß. Es wird ein Modell vorgeschlagen, das von einer Adsorption von Ionen an der polymeren Oberfläche ausgeht. Mit Hilfe des dargestellten Ansatzes ist es möglich, erhaltene Abhängigkeiten von EIS-CV-Messungen und Messungen an REFETs qualitativ und quantitativ zu beschreiben
Abstrakt in Englisch
This work describes the fabrication and usability of organic polymeric layers as gate insulators of field effect transistors (reference field effect transistors, REFET) that are dedicated to the determination of pH-reference potentials in electrolytic solutions. Based on the site binding model hydrophobe CF-polymers were investigated. Various techniques are able to generate polymeric layers that are characterized by low selective hydrogen ion sensitivity. Additional results indicate the necessity of reexamination the site binding modelīs usability for polymers with low amount of dissociating sites. This work suggests a model assuming ion adsorption onto polymeric surfaces. This model describes results from CV-measurements as well as measurements on REFETs in a qualitative and quantitative way
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