Fraunhofer-Gesellschaft

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Screen-printed gold thick films for electrochemical sensor applications

 
: Rabbow, T.J.; Junker, N.; Schneider, M.; Michaelis, A.

:

Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 42 (2011), No.9, pp.777-783
ISSN: 0933-5137
English
Journal Article
Fraunhofer IKTS ()
cyclic voltammetry; electrochemical sensor; low temperature cofired ceramics; screen-printing gold paste; thick film electrodes

Abstract
Screen-printed gold electrodes have been assembled in Low Temperature Co-fired Ceramics technology and characterised and tested for applications in electrochemical analytics. They were investigated by scanning electron microscopy and by cyclovoltammetry in sulphuric acid and of typical redox couples such as hexacyanoferrate and quinhydrone. The electrodes differ in surface morphology, microstructure with the formation of preferential crystal orientation and exhibit different real surface sizes depending on the chosen gold paste. After pre-treatment in sulphuric acid an almost reversible behaviour can be achieved however differences between the thick films occur at high scan rates and especially with quinhydrone. Differences in the sensitivity of the thick films at low analyte concentration can be explained by their surface properties.

 

Siebgedruckte Goldelektroden, gefertigt in der LTCC-Technologie, wurden charakterisiert und für elektroanalytische Anwendungen getestet. Sie wurden mit Rasterelektronenmikroskopie und Zyklovoltammetrie in Schwefelsäure und typischen Redoxpaaren wie den Blutlaugensalzen sowie Hydro- und Benzochinon untersucht. Die Elektroden unterscheiden sich in Morphologie, Mikrostruktur, der Ausbildung von kristallographischen Vorzugsorientierungen und der realen Goldoberfläche in Abhängigkeit von der ausgewählten Dickschichtpaste. Nach einer Vorbehandlung in Schwefelsäure wurde an den Elektroden ein nahezu reversibles Verhalten festgestellt, wenngleich Unterschiede zwischen den Dickschichten bei hohen Scanraten auftreten, die insbesondere bei Chinhydron ausgeprägt sind. Die Unterschiede in der Sensitivität bei geringen Analytkonzentrationen können mit den Oberflächeneigenschaften der Elektroden erklärt werden.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-184894.html