Sensores químicos de película delgada

• Autores: Vignolo, María Florencia
• Año de publicación: 2005
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Duhalde, Stella Maris
• Materia: SENSORES QUIMICOS DE GAS; PELICULAS DELGADAS; ABLACION LASER; CHEMICAL GAS SENSORS; THIN FILMS; PULSED LASER DEPOSITION
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Los sensores de gases han experimentado un importante desarrollo tecnológico en la última década que se concreta con la aparición de diferentes tecnologías y nuevos materiales. Dentro de los diferentes tipos de sensores de gases, los conductométricos concentran gran parte del esfuerzo científico internacional en investigación y desarrollo, especialmente en la detección de gases como metano y monóxido de carbono. El objetivo de este trabajo consistió en la preparación de películas delgadas de óxidos semiconductores (LaFeO3, ZnO y WO3), el estudio de sus propiedades estructurales y morfológicas, y su caracterización funcional en vistas de su integración en dispositivos sensores de gases. Las películas delgadas se depositaron utilizando la técnica de Ablación Láser, variando diferentes parámetros del proceso, tales como la temperatura, la atmósfera y el tiempo de depósito. Se estudió la estructura y morfología de las capas obtenidas utilizando diferentes técnicas de caracterización, y se analizó su influencia en las propiedades funcionales de los sensores expuestos a distintas mezclas gaseosas conteniendo NO2, CO o C6H6. La Sensibilidad de los sensores en presencia de diferentes mezclas gaseosas depende fuertemente de las condiciones de trabajo utilizadas. Los sensores de LaFeO3 mostraron una alta sensibilidad en presencia de una mezcla con NOx (300 ppm) operando a 600ºC. Los microsensores de ZnO no resultaron sensibles a ninguna de las mezclas gaseosas evaluadas. Bajo ciertas condiciones de trabajo, los microsensores de WO3 resultaron apropiados para la detección de 1 ppm de C6H6; mientras que, bajo otras condiciones, dichos sensores son los más adecuados para la detección de 30 ppm de CO. Sin embargo, estos sensores no resultan adecuados para la detección de NO2.
Gas sensors have experienced an important technological development in the last decade due to the rise of different application technologies and new materials. Among the gas sensors, the conductometric type concentrates a big share of the international scientific effort in research and development, especially in the detection of gases as methane and carbon monoxide. The objectives of this work consisted in the preparation of semiconducting oxides thin films (LaFeO3, ZnO and WO3), the study of their structural and mophological properties and their functional characterization for gas sensor devices. Thin films were deposited by Pulsed Laser Deposition technique, varying different parameters of the process, such as temperature, atmosphere and time of deposition. The structure and morphology of the thin films were studied using characterization techniques, as well as its influence in the functional properties exposed to several gas mixtures containing NO2, CO or C6H6, in different concentrations. The Sensitivity of the sensors in the presence of different gas mixtures depends heavily on working conditions. LaFeO3-based sensors, working at 600ºC, showed a high sensibility in the presence of NOx (300 ppm). ZnO-based microsensors did not seem to be sensitive to any of the gas mixtures evaluated. Under certain working conditions, WO3-based microsensors turned out to be appropriate for the detection of 1 ppm of C6H6; while, under other conditions, such sensors are the most adequate for detection of 30 ppm of CO. Nevertheless, these sensors did not demonstrate to be adequate for detection of NO2 (0.2 ppm).
Fil: Vignolo, María Florencia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.