Estudio y realización de sensores para CO basados en la modulación de la conductividad eléctrica del semiconductor SnO2

Abstract

En este trabajo de investigación se presenta la preparación, caracterización y diseño de sensores químicos de estado sólido para la detección de monoxido de carbono, en un rango de concentraciones de 50-5000 ppm. Los sensores realizados están basados en el semiconductor (tipo-n) oxido de estaño de conductividad modulada por la presencia del gas a detectar. Para la preparación del semiconductor se han utilizado tres tecnicas bien diferenciadas: pulverización catódica, evaporación por cañón de electrones y serigrafía, obteniéndose diferentes microestructuras del material, las cuales son un factor determinante en el mecanismo de detección y en la sensibilidad del sensor. Distintos procedimientos físicos y químicos se han llevado a cabo para caracterizar el material-sensor con el objetivo de determinar y evaluar los parámetros mas significativos del detector: temperatura de operación, energia de activación, tiempos de respuesta y recuperación, sensibilidad, selectividad, estabilidad y reproducibilidad, así como los vinculados con la microestructura (tamaño de grano, espesor, composición y estequiometria). Además se ha procedido a la incorporación de aditivos-catalizadores (pt o pd) en el semiconductor con el propósito de mejorar las prestaciones del mismo. Del profundo conocimiento de los métodos de preparación del sensor y de la identificación y mejora de los parámetros que influyen en la detección, así como del estudio cuidadoso de los diferentes mecanismos de detección, se llega a establecer una metodología de preparación y de operacion con el consiguiente prototipo de sensor.