比利時微電子研究中心與霍爾斯特中心為物聯網應用打造出全球第一款固態式多重離子感測器

　　近日， 比利時微電子研究中心在奈米電子與數位科技領域為世界頂尖的研究與創新先驅，上週於美國舊金山舉行的 IEEE 國際電子元件會議（IEEE International Electron Devices Meeting）中，與霍爾斯特中心共同發表可立即測定液體 pH 值及氯離子（Cl-）濃度的小型化感測器。此項創新對於環境監測、精準農業及個人醫療診斷等需要長期準確測量離子濃度的領域，實為一大利器。此感測器為業界首創，透過系統單晶片（system on chip，SoC）的整合，不僅符合成本效益，且可廣泛應用於物聯網（Internet-of-Thing）領域。與現今測量單離子濃度的標準儀器相比，這款感測器的創新電極設計提供類似甚至更佳的效能，並能進行額外的離子試驗。
 
　　在水質、農業與分析化學等領域，使用具備離子選擇性薄膜的感測器來測量離子濃度，被視為黃金標準。感測器配有兩個電極，亦即具薄膜的離子敏感電極（ISE）和參考電極（RE）。當兩種電極置於溶液中，便會產生電位並與液體中離子活性的對數成比例，依此便可測量濃度。然而，感測器的精確度取決於小型化參考電極的長期穩定性，而這一挑戰至今已然克服。

　　比利時微電子研究中心/霍爾斯特研究中心資深研究員 Marcel Zevenbergen 表示：「這種設計常見的問題在於內部電解質的離子產生淋離，長時間下來導致感測器漂動。為了避免淋離作用產生，我們設計並製作出一種具有微流體通道的參考電極作為接點，並使其結合裝在矽基板上的固態氧化銥（IrOx）和氯化銀（AgCl）電極，分別作為 pH 值和氯離子濃度的指示電極。我們的試驗結果顯示這是個穩妥的長期解決方法，感測器的敏感度、準確度與反應時間跟現有的解決方法相比，表現相似甚至更好，而且感測器更小、理論上造價更低。」
 
　　比利時微電子研究中心荷蘭總經理 John Baekelmans 表示：「我們致力為物聯網領域提供創新的感測與分析解決方案。這款全新的多重離子感測器是霍爾斯特中心目前與合作夥伴開發的系列感測器之一，可望作為物聯網的感測基礎。每個感測器都是為了大幅提升目前一流感測器的表現，希望能具備大量生產、無線、節能、體積小的特性。」