[发明专利]用于检测气体的传感器元件和方法

权利要求书

1.用于定性地和/或定量地检测气体的传感器元件，所述传感器元件具有能够暴露给有待测量的气体的前电极（18）、后电极（14）以及布置在所述前电极（18）与所述后电极（14）之间的电绝缘层（16），其中所述前电极（18）和所述后电极（14）为了定性地和/或定量地检测气体能够与交流电压源电气接触，并且其中所述绝缘层（16）能够如下至少局部地极化，从而使得所述绝缘层在极化状态下具有相对的介电常数，所述介电常数比在非极化状态下小一个系数，所述系数位于在大于或等于1.1的范围中。

2.根据权利要求1所述的传感器元件，其中，所述电绝缘层（16）的至少局部的可极化性能够通过设定移动离子、缺陷关联、极性原子组或极性范围产生。

3.根据权利要求1或2所述的传感器元件，其中，所述电绝缘层（16）具有电绝缘材料，所述电绝缘材料从由以下物质组成的组中选出：氧化物；氮化物；碳化物；硅化物或铁电材料。

4.根据权利要求1所述的传感器元件，其中，所述前电极（18）、所述后电极（14）以及所述电绝缘层（16）中的至少一个具有这样一种厚度，所述厚度位于小于或等于10μm的范围中。

5.根据权利要求1所述的传感器元件，其中，所述前电极（18）是多孔的和/或是由微粒构成的。

6.根据权利要求1所述的传感器元件，其中，所述前电极（18）对于有待测量的气体是选择性渗透的。

7.根据权利要求1所述的传感器元件，其中，所述后电极（14）能够暴露给有待测量的气体。

8.根据权利要求3所述的传感器元件，其中，所述氧化物是氧化硅、氧化铝、氧化铪、氧化钽和/或氧化锆。

9.根据权利要求3所述的传感器元件，其中，所述氮化物是氮化硅和/或氮化硼。

10.根据权利要求3所述的传感器元件，其中，所述碳化物是碳化硅。

11.根据权利要求3所述的传感器元件，其中，所述硅化物是硅化钨和/或硅化钽。

12.根据权利要求4所述的传感器元件，其中，所述厚度位于小于或等于200nm的范围中。

13.传感器装置，所述传感器装置具有至少一个根据权利要求1至12中任一项所述的传感器元件（10）以及用于将电压施加到前电极（18）和后电极（14）的电压源，其中电绝缘层（16）通过能够施加的电压能够至少局部地极化，并且其中此外还设有分析单元，所述分析单元用于定性地和/或定量地分配给所述传感器元件（10）的至少一个电气特征，这基于通过所述前电极（18）和所述后电极（14）的触点所获得的测量信号，基于可极化性。

14.用于定性地和/或定量地检测气体的方法，其具有以下方法步骤：

a）提供根据权利要求13所述的传感器装置（10）；

b）将电压施加到前电极（18）和后电极（14）；

c）至少将所述前电极（18）暴露给有待测量的气体；以及

d）基于通过所述前电极（18）和所述后电极（14）的触点所获得的测量信号，基于传感器装置的传感器元件的绝缘层的可极化性定性地和/或定量地分配给所述传感器元件（10）的至少一个电气特征。

15.根据权利要求14所述的方法，其中在所述方法步骤b）中在将交流电压施加到所述前电极（18）和所述后电极（14）之前或期间施加预电压到所述前电极（18）和所述后电极（14）。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述预电压是直流电压。