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Les transistors à effet de champ sensibles aux ions (ISFET) se distinguent par leur compacité, leur robustesse et leur capacité d'intégration. Ils sont donc parfaitement adaptés à la mesure précise des valeurs de pH et à la détermination exacte de la concentration de nombreux ions dans l'eau. En raison de leur incassabilité, ils sont déjà largement utilisés dans la technique de mesure du pH, notamment dans la production alimentaire. L'Institut Fraunhofer pour les microsystèmes photoniques (IPMS) a annoncé cette semaine avoir développé une technologie à n cuves qui permet d'intégrer plusieurs ISFET sur une puce de manière à permettre une fonctionnalisation ciblée au moyen de couches sélectives d'ions. Selon l'IPMS, cette technologie d'intégration permet d'obtenir des réseaux ISFET multifonctionnels qui permettent de mesurer simultanément et en continu différents paramètres tels que le pH, la concentration en nitrate, phosphate et potassium avec une seule puce de capteur. Si nécessaire, d'autres paramètres peuvent également être intégrés dans le système.
L'utilisation de cette technologie devrait contribuer à améliorer l'efficacité et la durabilité de l'agriculture en combinant les données de mesure avec des données externes, telles que les données météorologiques. Cela pourrait par exemple permettre aux agriculteurs de procéder à des apports de nutriments parfaitement adaptés. Cela permettrait non seulement d'économiser des coûts d'engrais, mais aussi de protéger l'environnement.
"Un tel système de mesure, capable d'enregistrer en continu et en temps réel des paramètres essentiels de l'eau, a un énorme potentiel commercial", estime Olaf R. Hild, responsable du domaine d'activité Capteurs chimiques au Fraunhofer IPMS. "Il ouvre de nouvelles possibilités pour des applications dans l'analyse environnementale, l'agriculture et la gestion de l'eau, ainsi que sur le marché en forte croissance des applications d'agriculture d'intérieur."
Lien vers l'intégralité du Communiqué de presse de l'Institut Fraunhofer
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Les ISFET de l'IPMS Fraunhofer sont basés, selon leurs propres dires, sur la technologie des transistors à effet de champ à semi-conducteurs à oxyde métallique (MOS). L'intégration de plusieurs ISFET dans une cuve de type n doit être rendue possible par une séparation électrique réalisée par l'implantation de phosphore en tant que dopage de type n dans une plaquette de type p. La zone de détection en contact avec le milieu serait constituée d'une couche d'oxyde métallique qui peut soit faire office de capteur de pH, soit être recouverte d'une membrane sélective aux ions. Pour chaque type d'ions à détecter, un ISFET doit être recouvert d'une membrane sélective d'ions correspondante.
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