Quelle: wikipedia
Der piezoresistive Effekt beruht auf der Veränderung eines spezifischen Widerstands durch Druck oder Zug.
Aufgrund seiner kubischen Gitterstruktur hat Silicium ein isotropes Widerstandsverhalten. Dies ändert sich jedoch unter Einfluss einer mechanischen Spannung.
Silicium ist nur in einem begrenzten Bereich verformbar (spröde), sein elektrischer Widerstand ist jedoch stärker veränderbar.
Eine technische Anwendung des piezoresistiven Effekts ist die Messung von Kraft oder Druck. Der Vorteil im Vergleich zu alternativen Messmethoden wie z. B. mit einem Dehnungsmessstreifen liegt in der hohen Empfindlichkeit. Somit lässt sich mit Silicium eine viel höhere Genauigkeit erzielen. Jedoch ist die Kraftmessung mit Hilfe des piezoresistiven Effekts auf eine maximale Kraft von ca. 100 Meganewton begrenzt. Somit lassen sich nur vergleichsweise kleine Kräfte messen. Piezoresistive Sensoren aus Silicium sind aber deutlich günstiger herstellbar als sogenannte Dünnfilmsensoren (Faktor ~ 1:7), womit sich der bevorzugte Einsatz von Silicium für Drucksensoren erklären lässt. Bei den Dünnfilm-Sensoren verbiegt sich eine metallische Membran (meist Edelstahl) und ruft so eine Änderung des elektrischen Widerstandes hervor, der mittels einer Brückenschaltung gemessen wird.