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EFiPaS –integrierte Sensorsysteme für die mobile Partikelmessung

Im Projekt „EFiPaS“ dreht sich alles um die Detektion und Charakterisierung kleinster Feinstaubpartikel – und das mobil und überall. Der Nutzer kann dann z.B. über das Smartphone oder „intelligente Wearables“ aktuelle Informationen über Partikel in der Umgebung erhalten und sich vor Belastungen schützen.

Ihr Ansprechpartner bei CTR

Dr. Andreas Tortschanoff

Senior Researcher Photonic Systems

Telefon: + 43 (0) 4242 56300
E-mail:

Forschungsprogramm

Das Projekt "EFiPaS" wird im Rahmen der FTI-Initiative Silicon!Alps, F&E Projekte im Bereich Mikroelektronik der Bundesländer Steiermark und Kärnten, gefördert.

Integriertes Umweltmonitoring hilft der gesundheit  

Feststoffaerosole in der Atemluft, insbesondere im Feinstaub-Bereich, werden mit einer Vielzahl an Gesundheitsbeschwerden – wie Atemwegs- oder Herzkreislauf-Erkrankungen - in Verbindung gebracht. Dies bewirkt einen steigenden Bedarf an persönlichen Messgeräten zur Überwachung der individuellen Belastung. Bislang existieren hier allerdings, trotz diverser einschlägiger nationaler und internationaler Forschungsaktivitäten, nur separate Messgeräte in Größe einer Zigarettenschachtel, welches als eigenständiges Gerät mitgeführt werden muss. Hochintegrierte Partikelsensoren die z.B. in Smartphones oder „Wearables“ integriert werden können, sind daher von besonderer Bedeutung. 

Das Forscherteam will eine „System on Chip“ Lösung schaffen, in der ein grundlegend neuartiges Messprinzip, die Signalverarbeitung und optional weitere Gas-Sensorik auf kleinstem Raum zusammenarbeiten und bestenfalls im Smartphone oder in „Wearables“ integriert werden können. Damit kann man einen revolutionären Beitrag zum mobilen und „on-demand“ verfügbaren Umweltmonitoring bieten, der in Folge auch der Gesundheit hilft.

Ziele

Hauptziel des Forschungsprojekts EFiPaS ist der Nachweis der Eignung des Evaneszenz-Feld-Sensorprinzips und die Umsetzung eines ersten, in Halbleitertechnologie hergestellten Sensorsystem-Demonstrators, der sich für den Einsatz in Mobiltelefonen, Wearables oder auch Automotive-Anwendungen eignet.

Die konkrete Anwendung von Evaneszenz-Feld-Sensoren zur Aerosolmesstechnik ist bisher nahezu nicht untersucht. Wissenschaftliches Kernziel ist es unter anderem mithilfe umfassender Simulationsmodelle ein gesamtheitliches Verständnis des Sensoreffekts zu erlangen. Damit soll insbesondere auch untersucht werden, ob neben der Anzahl/Masse der Partikel auch komplexere Kenngrößen wie z.B. deren Größenverteilung erfasst werden können.

Der in der Folge produzierte Sensor-Demonstrator-Chip soll durch seine Miniaturisierung als auch durch seine anwendungsspezifisch optimierte Form, Funktionalität und Integrierbarkeit hervorstechen. Zudem muss das Team die notwendigen, bislang nicht existierenden Fertigungsprozesse schaffen, die in Folge auch für weitere technologische Innovationen in der optischen Sensorik interessant sein werden.

Projekt KONSORTIUM

Das Forschungskonsortium besteht aus drei Partnern: Die Initiierung als auch Projektleitung liegt bei der ams AG, einem international führenden Unternehmen in der Entwicklung und Herstellung von Sensorlösungen und analogen ICs. Auf wissenschaftlicher Seite wird umfassendes Know-how vom IES - Institut für elektronische Sensorsysteme der TU Graz und der CTR Carinthian Tech Research – anwendungsorientiertes Forschungszentrum für Smarte Sensoren und Systemintegration - bereitgestellt.

Projekt Fakten

Projekt: EFiPaS - Evaneszenz-Feld Partikel-Sensoren
Programm: FTI-Initiative „Silicon!Alps“
Projektleitung: ams AG
Laufzeit: 2 Jahre (05/2018 – 04/2020)
Konsortium: 3 Partner: ams AG, IES - Institut für elektronische Sensorsysteme (TU Graz), CTR Carinthian Tech Research
Projekt Volumen: €  987.267,-
Finanzierung:  35 % Industrie | 65 % Forschungsförderung  

 

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