Estudio de las interfaces [óxido de conducción iónica/óxido semiconductor/gas] - Obtención de un nuevo sensor de gases

• Autores: Lamas, Diego Germán
• Año de publicación: 1999
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Walsöe de Reca, Noemí Elizabeth
• Materia: MATERIALES NANOESTRUCTURADOS; SENSORES DE GASES; INTERFAZ [OXIDO DE CONDUCCION IONICA/OXIDO SEMICONDUCTOR/GAS; INTEFAZ[Y-TZP/SNO2]; NANOSTRUCTURE MATERIALS; GAS SENSORS; [IONIC CONDUCTOR OXIDE/SEMICONDUCTOR OXIDE/GAS]INTERFACE; [Y-TZP/SNO2]INTERFACE
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En este trabajo de Tesis Doctoral se estudiaron nuevos métodos de obtención demateriales funcionales nanoestructurados para sensores de gases por gelificación-combustión,como así también sus propiedades estructurales y eléctricas. Los materialesanalizados fueron: dióxido de circonio (o “circonia”, ZrO2) dopado con Y203, MgO, CaO o CeO2 (óxidos de conducción iónica) y dióxido de estaño (SnO2, semiconductor). Sobre la base del conocimiento de las propiedades de la interfaz [óxido de conduccióniónica/óxido semiconductor] se obtuvieron dos sensores originales de monóxido decarbono (CO), construidos con discos cerámicos de circonia tetragonal policristalinaestabilizada con itria (Y-TZP) y con electrodos de Sn02 de dos tipos (peliculas gruesasdepositadas por técnicas serigráficas con polvos nanocristalinos de SnO2 como agenteactivo y películas delgadas crecidas por “flash-pyrolysis”), depositados en formasimétrica sobre ambas caras del disco. Se empleó la técnica de espectroscopía deimpedancia electroquímica para la caracterización eléctrica de las interfaces. Ambossensores resultaron operables en el rango 400-550°C, mostrando alta sensibilidad yrespuesta rápida (lO-20 seg.) frente a bajas concentraciones (10-350 ppm) de CO en airesintético, señalando un nuevo procedimiento para sensar gases. Se destacan ventajas deestos sensores con respecto al único dispositivo similar registrado por la literatura, elcual debe operar a altas temperaturas ya que emplea como óxido conductor iónico lacirconia estabilizada en su fase cúbica.
In this Doctoral Thesis, novel synthesis methods by gel-combustion andstructural and electrical properties of several nanostructured functional materials for gassensors have been studied. Zirconium dioxide (‘Zirconia’, ZrO2) doped with Y203, MgO, CaO or CeO2 (solid ionic conductors) and tin dioxide (Sn02, semiconductor)were analyzed. Knowing the properties of the [ionic conductor oxide/semiconductoroxide] interface, two original carbon monoxide (CO) sensors were obtained withceramic disks of yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystals (Y-TZP) and with twotypes of SnO2 electrodes (thick films deposited by serigraphic techniques withnanocrystalline SnO2 powders as active agent and thin films grown by flash-pyrolysis),symmetrically deposited on both faces of the disk. The electrochemical impedancespectroscopy technique was used for the electrical characterization of interfaces. Bothsensors could be operated in the range of 400-550°C, showing high sensitivity and fastresponse (lO-20 sec.) for small CO concentrations (lO-350 ppm) in synthetic air. Theadvantages of these sensors are pointed out in comparison with the only similar devicereported by literature, made of cubic stabilized zirconia (as ionic conductor oxide) thatrequires high operation temperatures.
Fil: Lamas, Diego Germán. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.