Sensoru izpētē un ražošanā materiālu izvēle ir galvenais elements, kas nosaka tā veiktspējas robežas un piemērojamos scenārijus. Sensora būtība ir ierīce, kas pārvērš fizikālus, ķīmiskus vai bioloģiskus lielumus izmērāmos signālos. Materiāls ne tikai ietekmē tā jutības jutību un reakcijas ātrumu, bet arī tieši saistīts ar pielāgošanos videi, izturību un ilgtermiņa stabilitāti. Zinātnisko materiālu atlasei ir nepieciešams līdzsvars starp funkcionālajām prasībām un vides ierobežojumiem, lai sasniegtu optimālu izmaksu{4}}efektivitāti.
Pirmkārt, jutīgā elementa materiālam jāatbilst noteikšanas principam un mērķa parametriem. Piemēram, temperatūras sensori bieži izmanto tādus metālus kā platīns un niķelis, izmantojot to lineārās pretestības izmaiņas līdz ar temperatūru. Platīns tā ķīmiskās inerces un plašās temperatūras stabilitātes dēļ ir vēlamā izvēle augstas-precizitātes temperatūras mērīšanai. Spiediena sensori bieži izmanto silīcija monokristālus vai keramiku. Silīcija mikroapstrādes īpašības var uzlabot jutību, savukārt keramikas augstā cietība un izturība pret koroziju ir piemērota skarbiem darba apstākļiem. Gāzu vai jonu noteikšanai plaši izmanto pusvadītāju oksīdus (piemēram, SnO₂), polimēru plēves vai enzīmu{7}}modificētus materiālus, jo tiem piemīt selektīvās adsorbcijas spējas konkrētām molekulām. To virsmas mikrostruktūra tieši ietekmē reakcijas slieksni un atveseļošanās ātrumu.
Otrkārt, iepakojumam un konstrukciju komponentiem izmantotajiem materiāliem jānodrošina mehāniskā izturība un vides izolācija. Metālu sakausējumi (piemēram, nerūsējošais tērauds un titāna sakausējumi), kuriem ir augsta stingrība un izturība pret koroziju, parasti tiek izmantoti aizsargapvalkiem augstā{1}}temperatūra, augsta spiediena vai ļoti korozīvā vidē. Tehniskās plastmasas (piemēram, PEEK un PPS) ar savu vieglo svaru, izolāciju un vieglo formēšanu ir piemērotas zemas-slodzes scenārijiem plaša patēriņa elektronikas vai medicīnas ierīcēs. Ir svarīgi atzīmēt, ka dažādu materiālu lineārās izplešanās koeficientu atšķirības var izraisīt termisko spriegumu, izraisot jutīgu komponentu deformāciju vai saskarnes atdalīšanu. Tāpēc scenārijos ar būtiskām temperatūras atšķirībām prioritāte ir jāpiešķir kompozītmateriāliem ar labu termisko atbilstību.
Turklāt vadošie un savienojošie materiāli ir ļoti svarīgi signāla pārraides uzticamībai. Vara un zelta pārklājumu plaši izmanto elektrodiem un vadiem to zemās pretestības un oksidācijas pretestības dēļ; tomēr augstas-frekvences vai spēcīga magnētiskā lauka vidē ir jāņem vērā ādas efekts un virpuļstrāvas zudumi. Šādos gadījumos labāku veiktspēju var nodrošināt sudraba-palādija sakausējumi vai elastīgi vadoši audumi. Implantējamiem vai bioloģiski saderīgiem lietojumiem titānam un tā sakausējumiem, medicīniskas kvalitātes silikonam utt. ir jānokārto bioloģiskās saderības sertifikāti, lai izvairītos no toksicitātes vai noraidīšanas reakcijām.
Materiālu izvēle nav atsevišķs lēmums; tas prasa visaptverošu izmaksu, procesa iespējamības un dzīves cikla uzturēšanas apsvērumu. Izstrādājot jaunus nanomateriālus (piemēram, grafēnu un oglekļa nanocaurules) un kompozītmateriālu modifikācijas tehnoloģijas, sensoru jutīgums un robustums nepārtraukti pārkāpj tradicionālos ierobežojumus. Nākotnē pielāgots materiālu dizains, kas balstīts uz pielietojuma scenārijiem, kļūs par svarīgu virzienu sensoru tehnoloģiju attīstībai.
