Oxydes de métaux pour les applications de capteurs de gaz
L'ingénierie des matériaux composés d'oxydes de métaux est actuellement l'une des méthodes les plus efficaces utilisées pour l'optimisation des capteurs de gaz à oxydes de métaux semi-conducteurs. Des améliorations significatives de paramètres de fonctionnement telles que la sensibilité de captage et la sensibilité aux gaz sont envisageables et ouvrent des perspectives très intéressantes en matière de surveillance environnementale. Les partenaires du projet NANOPHOS de l'Università degli Studi di Lecce en Italie se sont intéressés aux capteurs à base d'oxyde d'étain (SnO2). Parmi les oxydes semi-conducteurs existants, le SnO2 offre une grande sensibilité à de nombreux gaz à des températures relativement peu élevées. La sensibilité de SnO2 pourrait toutefois être améliorée par la modification de sa microstructure, notamment en réduisant la taille de la particule d'oxyde à quelques nanomètres. La taille critique de particule à partir de laquelle ont été constatées des améliorations conséquentes dépend non seulement de la matière elle-même, mais également de la méthode de traitement. Pour le dépôt de couches minces de SnO2, le dépôt par ablation laser à impulsions (PLAD) a été retenu comme la technique la plus adaptée pour la formation de la nanostructure. Le contrôle de la taille des nanoagrégats formés par modification des paramètres du laser ou des conditions gazeuses ambiantes est une de ces caractéristiques les plus remarquables. La pression en oxygène (O2), ainsi que la température du substrat, semblent avoir un impact sur les dimensions des cristallites de la couche pendant le dépôt de la couche de SnO2. Lors du dépôt des couches minces de SnO2 à vide, la présence de Sn et SnO a pu être identifiée au moyen de techniques de diffraction spectroscopique et d'imagerie dans l'espace réel. Une meilleure sensibilité a été obtenue en évitant l'accumulation de matières amorphes ayant des grains de taille inférieure à la longueur de Debye du SnO2 dans la couche obtenue. Plus important encore, cela a permis de réduire les temps de réponse.
