Chemische Sensoren

Mit modernen photolithographischen Techniken lassen sich Interdigitalstrukturen mit
einem Abstand von 1 μm herstellen, was bei einer Ausbreitungsgeschwindigkeit von 4000
m/s eine Grundfrequenz von 2 GHz erlaubt. Die Frequenzabnahme bei Massenbeladung ist
wie bei den Schwingquarzen dem Quadrat der Grundfrequenz proportional. SAW-Bauteile
zeigen eine wesentlich höhere Massenempfindlichkeit als Schwingquarze, weil ihre
Grundfrequenz im allgemeinen sehr viel höher ist. Die akustische Apertur A und die Zahl
der Finger beeinflussen die Divergenz der ausgesendeten Welle und sind auch für die
Beschreibung der Dämpfung von Bedeutung.
IDTs können sowohl zur Anregung als auch zum Empfang von Oberflächenwellen
verwendet werden. Eine einfache Anwendung dieser Technik ist die Delay-Line in der
Abbildung. Hier sind zwei IDTs durch eine Laufstrecke L voneinander getrennt. Das
Eingangssignal kommt um eine Zeit L/cph verzögert am Empfangs-IDT an. Werden durch
Anlagerung von Masse die Phasengeschwindigkeit cph oder durch mechanische
Beanspruchung die Laufstrecke L verändert, ändert sich auch die Verzögerungszeit.
Massenbeladung durch eine chemisch sensitive Schicht bzw. durch Einlagerung von
Analyten in diese Schicht führt zu einer Herabsetzung der Phasengeschwindigkeit. Dieser
Effekt kann chemosensorisch verwertet werden.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine Änderung der Phasengeschwindigkeit zu messen.
Zum einen kann man die Phasenverschiebung zwischen Eingangs- und Ausgangssignal