Óxidos metálicos para aplicaciones en sensores de gases
La ingeniería de materiales de óxidos metálicos es, actualmente, uno de los métodos más eficaces empleados para optimizar los sensores de gases basados en óxidos metálicos semiconductores. Permite obtener mejoras significativas en parámetros de funcionamiento tales como la selectividad del sensor y la sensibilidad a los gases y, además, explorar nuevas y atractivas posibilidades para la monitorización medioambiental. Los sensores basados en óxido de estaño (SnO2) llamaron la atención de los socios del proyecto NANOPHOS en la Università degli Studi de Lecce (Italia). Entre los posibles óxidos semiconductores, el SnO2 ofrece una elevada sensibilidad frente a una amplia gama de gases, a temperaturas de funcionamiento relativamente bajas. La sensibilidad del SnO2, sin embargo, se puede mejorar mediante cambios en su microestructura, tales como la reducción del tamaño de las partículas de óxido a unos pocos nanómetros. Se ha observado que el tamaño crítico de partícula, en el que se observan mejoras sustanciales, no sólo depende del propio material sino también del método de procesamiento. Para el depósito de láminas delgadas de SnO2, el depósito mediante ablación con láser pulsado (PLAD) se consideró la técnica más adecuada de formación de nanoestructuras. Una de sus características más destacables es el control del tamaño de los nanoagregados obtenidos mediante la variación de los parámetros de funcionamiento del láser o de las condiciones del gas ambiente. Se ha observado que las dimensiones de los cristales de las láminas dependen de la presión de oxígeno (O2) durante el depósito de la lámina de SnO2, así como de la temperatura del substrato. Al depositar las láminas delgadas de SnO2 en vacío, es posible identificar la presencia de Sn y SnO mediante espectroscopia de difracción y técnicas de captación de imágenes en el espacio real. Al evitar la acumulación de material amorfo con tamaño de grano menor que la longitud de Debye del SnO2 en la lámina resultante, se obtiene una mayor sensibilidad. Y, lo que es más importante, también se obtiene un tiempo de respuesta menor.
