全球第一款固态式多重离子传感器

比利时微电子研究中心与霍尔斯特中心为物联网应用打造出全球第一款固态式多重离子传感器

2016 年12月13 日 ─ 比利时微电子研究中心在奈米电子与数字科技领域为世界顶尖的研究与创新先驱，上周于美国旧金山举行的 IEEE 国际电子组件会议（IEEE International Electron Devices Meeting）中，与霍尔斯特中心共同发表可立即测定液体 pH 值及氯离子（Cl-）浓度的小型化传感器。此项创新对于环境监测、精准农业及个人医疗诊断等需要长期准确测量离子浓度的领域，实为一大利器。此传感器为业界首创，透过系统单芯片（system on chip，SoC）的整合，不仅符合成本效益，且可广泛应用于物联网（Internet-of-Thing）领域。与现今测量单离子浓度的标准仪器相比，这款传感器的创新电极设计提供类似甚至更佳的效能，并能进行额外的离子试验。

在水质、农业与分析化学等领域，使用具备离子选择性薄膜的传感器来测量离子浓度，被视为黄金标准。传感器配有两个电极，亦即具薄膜的离子敏感电极（ISE）和参考电极（RE）。当两种电极置于溶液中，便会产生电位并与液体中离子活性的对数成比例，依此便可测量浓度。然而，传感器的精确度取决于小型化参考电极的长期稳定性，而这一挑战至今已然克服。

比利时微电子研究中心/霍尔斯特研究中心资深研究员 Marcel Zevenbergen 表示：「这种设计常见的问题在于内部电解质的离子产生淋离，长时间下来导致传感器漂动。为了避免淋离作用产生，我们设计并制作出一种具有微流体通道的参考电极作为接点，并使其结合装在硅基板上的固态氧化铱（IrOx）和氯化银（AgCl）电极，分别作为 pH 值和氯离子浓度的指示电极。我们的试验结果显示这是个稳妥的长期解决方法，传感器的敏感度、准确度与反应时间跟现有的解决方法相比，表现相似甚至更好，而且传感器更小、理论上造价更低。」

比利时微电子研究中心荷兰总经理 John Baekelmans 表示：「我们致力为物联网领域提供创新的感测与分析解决方案。这款全新的多重离子传感器是霍尔斯特中心目前与合作伙伴开发的系列传感器之一，可望作为物联网的感测基础。每个传感器都是为了大幅提升目前一流传感器的表现，希望能具备大量生产、无线、节能、体积小的特性。」

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