Nouveaux capteurs de gaz optiques
Parmi les types de capteurs de gaz actuellement à l'étude, la recherche entreprise pendant le projet NANOPHOS a porté sur les capteurs optiques. Les capteurs en couches minces d'oxyde de zinc sont devenus de plus en plus intéressants pour la détection de faibles concentrations de gaz réducteurs et de gaz oxydants, à cause de leur grande sensibilité et de leur précision. Lorsque des composants gazeux entrent en contact avec la surface sensible de la couche, on observe des modifications de ses propriétés chimiques ou physiques. Les possibilités d'amélioration de la précision des mesures de concentrations gazeuses ont été étudiées par les partenaires du projet à l'Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Laserilor, Plasmei si Radiatiei en Roumanie. Divers matériaux de base, tels que l'oxyde de zinc (Zn0), le dioxyde de silicium (SiO2) et les acétylacétonates de métal, ainsi que leurs combinaisons ont été testés et étudiés par le passé dans cet objectif. Les partenaires du projet NANOPHOS ont isolé le ZnO, qui est fortement transparent dans le spectre visible, et semble être un candidat prometteur. L'indice de réfraction des supports de capteurs en ZnO change à la réaction avec des gaz réducteurs, notamment l'hydrogène (H2), les oxydes d'azote (NOx) et les oxydes de soufre (SOx). Par dépôt laser pulsé (DLP), des substrats en SiO2 fortement transparents dans la zone visible et proche infrarouge du spectre électromagnétique ont été recouverts avec une couche mince de ZnO. Une source de lumière laser à excimère KrF avec une longueur d'ondes de 248nm a été utilisée pour déposer un ZnO de haute qualité, ainsi que des couches minces de ZnO dopées à l'or (Au). La réponse des couches en ZnO, utilisées comme éléments capteurs, a ensuite été testée pour différentes concentrations de butane diluées dans l'azote par la technique de détection des m-lines. Des concentrations de butane aussi basses que 100ppm ont été détectées, ouvrant la voie pour le développement de détecteurs de gaz optiques avec des avantages incontestables par rapport aux dispositifs électriques classiques. Ils pourraient constituer une nouvelle solution alternative prometteuse, s'ils sont intégrés dans un capteur de gaz optique miniaturisé utilisant des circuits optiques intégrés.
