Verbundvorhaben: Miniaturisiertes IR-Spektrometer zur schnellen Erkennung explosiver Gase bei unbekannter Gefahrenlage (MIREX). Schlussbericht

Ziel des Teilvorhabens war die Erforschung einer neuartigen, im MIR-Bereich sensitiven Fotodiode mit geeigneter Bandlücke. Das Halbleitermaterial Bleiselenid (PbSe) erscheint für eine Dioden-Erarbeitung besonders geeignet. Es ist ein direkter Halbleiter mit einer Bandlücke von 0,27 eV (bei 300 K), woraus sich eine cut-off-Wellenlänge von 4,6 µm ergibt. Durch die geringe Auger-Rekombinationsrate ist das Material besonders für den Raumtemperaturbetrieb geeignet. Durch Oxidation mit Sauerstoff wurde ein p-n-Übergang zwischen PbSeO3 und PbSe erzeugt, der bei Raumtemperatur eine hohe Fotosensitivität zeigt. Fraunhofer IPM entwickelte die Herstellungsprozesse vom Erzeugen polykristalliner PbSe-Dünnschichten mittels Hot-Wall-Evaporation über Strukturieren, Dotieren und Oxidieren dieser Schichten. Am Ende des Projektes konnten erste Labormuster realisiert werden. Am Ende des Projektes liegt ein tragbares Messsystem zur schnellen und sicheren Detektion explosiver Gase vor, welches Sicherheits- und Rettungskräfte im Katastrophenfall eine schnelle Einschätzung der Gefahrenlage und damit den Schutz von Mensch sowie Umwelt erlaubt. Das Erarbeiten von Bleiselenid-Fotodioden leistete einen erheblichen Beitrag für die Realisierung erster Demonstratoren. Der Verbund bestand aus der InfraTec GmbH, der Gesellschaft für Gerätebau mbH und Fraunhofer IPM. Auf der Anwendungsseite arbeitet das Institut für Feuerwehr- und Rettungstechnologie im Unterauftrag mit.