Gassensoren auf Basis von nanokristallinen Metalloxidschichten sind für die Umweltanalyse von Bedeutung. Sie zeichnen sich durch eine hohe Empfindlichkeit auf eine Vielzahl von brennbaren und giftigen Gasen aus und sind zudem besonders klein, kostengünstig, dezentral und flexibel einsetzbar. Zur Überwachung von Verbrennungsvorgängen werden Gassensoren eingesetzt, mittels anschließender Prozessoptimierung kann Brennstoff eingespart werden. Halbleitergassensoren sind für die Früherkennung von Bränden geeignet, um so eine Emissionsreduzierung zu erzielen. Hierbei ist es erstrebenswert die gesetzlichen Emissionsgrenzen weiter abzusenken. Die Herstellung von Sensoren gerade für geringe Gaskonzentrationen wird dafür notwendig.Im Projekt werden die morphologischen und elektrischen Eigenschaften von Halbleitergassensoren durch gezielte Anpassung der Präparationsparameter beeinflusst. Die Struktur der Sensorschicht, mit und ohne Kern-Schale-Struktur, wird untersucht und Korndurchmesser im Bereich von 10 nm erreicht.Es werden die verschiedenen Zusammensetzungen, die Herstellungsmethoden und das Verfahren der Aufbringung der Paste (Aufträufeln und Siebdrucktechnik) auf Substrate beschrieben. Die Paste "Wasser" enthält Wasser und gemahlenes Zinndioxid sowie Glasfritte. Bei der Paste "ESL" ist gemahlenes Zinndioxid und Glasfritte enthalten, die Viskosität für das Drucken wird mit zusätzlichem Binder und Verdünner (der Firma ESL) eingestellt. In der Paste "Alu" wird gemahlenes Zinndioxid, Wasser und Aluminiumoxid gemischt. In weiteren Untersuchungen werden Proben aus Zinndioxid mittels Sol-Gel-Verfahren hergestellt. Diese werden teilweise mit Siliziumdioxid (cab-o-sil) gemischt. Des Weiteren werden Titandioxid-Proben untersucht. Als Kern-Schale-Struktur wird eine kommerzielle Mischung Titandioxid-Siliziumdioxid eingesetzt. Anschließend wird die Schicht zur Stabilisierung der Morphologie getempert. Zusätzlich werden kommerzielle Sensoren auf Basis von Zinndioxid und Wolframoxid untersucht, diese weisen teilweise eine Kern-Schale-Struktur auf.Die Sensoren werden in der Gasmischeranlage vermessen, um den Einfluss der Arbeitstemperatur und der Gase (Kohlenmonoxid, Wasserstoff und Ethanol) sowie der Feuchte auf den Sensorleitwert zu untersuchen. Außerdem werden die Proben auf ihre Morphologie und chemische Zusammensetzung mittels Rasterelektronenmikroskop (REM), Transmissionsmikroskop (TEM), Röntgenspektroskopie (EDX), Röntgendiffraktometrie (XRD), Auger-Elektronen-Spektroskopie (AES) untersucht. Des Weiteren wird die Stickstoff-Physisorption und die Titration angewendet sowie die Schichtdicken gemessen.Die Untersuchungen in dieser Arbeit bieten eine Grundlage für die Weiterentwicklung einer siebdruckfähigen Paste mit stabilen kleinen Zinndioxid-Körnern und Gerüstmaterial. Es wurde eine Möglichkeit geschaffen Substrate zu bedrucken, um so eine bessere Reproduzierbarkeit als bei der manuellen Präparation zu erreichen. Dazu wird ein neues Substrat verwendet, welches bereits mit einer Kontaktierung versehen und das dennoch flach genug für den Druckvorgang ist. Die Eigenschaften der Paste und die Parameter des Druckers werden angepasst.Durch Mahlen von Zinndioxid in einer Perlmühle wird die Schicht homogener und amorpher. Durch den Einsatz eines Mahlbechers aus Zirkonoxid statt aus Stahl kann der Abrieb reduziert werden, so dass kein zusätzliches Material unkontrolliert in die Paste gelangt. Dies würde eine Dotierung darstellen, die zusätzlich zur Sinterung das Kornwachstum beeinflussen kann. Der Gewichtsanteil des Gerüstmaterials ist aufgrund von Versuchen mit der Glasfritte und des Aluminiumoxids eingeschränkt. Die Streuung der Sensoren je nach Zusatz und Aufbringungsart wird untersucht.Optische und elektrische Untersuchungen an Eigenpräparationen und kommerziell erhältlichen Sensoren haben ergeben, dass kleine Körner oder Ummantelungen mit mittelgroßen Körnern noch keinen messbaren Perkolationseffekt zeigen. Besonders die kleinen Körner lagern sich auf dem Trägergerüst an. Auf die Möglichkeit der Perkolation bei Gassensoren wird in Kap. 5.4.2 der Disseration näher eingegangen.Allein durch den Einsatz der hier verwendeten Mühle ist die Herstellung von Körnern in der Größenordnung der Debyeschen Abschirmlänge von 10 nm nicht möglich. Deshalb wird ein spezielles Sol-Gel-Verfahren angewendet, um den Korndurchmesser um den Faktor 10 auf 7 nm nach dem Tempern zu reduzieren.Bei den Gasmischeruntersuchungen zeigt sich ein großer Einfluss der Feuchte auf den Grundleitwert der Sensoren und auf den Leitwert bei gleichzeitigem Angebot der Zielgase. Hierbei werden Sensoren auf Basis von Zinndioxid, Titandioxid, Wolframoxid und Galiumoxid untersucht, sie besitzen teilweise ein Kern-Schale-Struktur. Eine Übersicht über die Messgrößen der Sensoren und der Sensor-Herstellung ist im Kapitel 5.6 der Disseration zu finden. Bei den Kern-Schale-Strukturen zeigt sich eine erhöhte Empfindlichkeit auf Zielgase aufgrund von zusätzlichen Adsorptionsplätzen an der Grenzfläche. Die Modelle für die Wechselwirkung von Gasen mit Zinndioxid, Titandioxid und Titandioxid-Siliziumdioxid sind in 5.6 der Disseration näher erläutert.Die Disseration ist im Internet unter http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2006/3879/ verfügbar.