Novel nanostructuration strategies and materials to optimize the sensing properties of conductometric formaldehyde gas sensors

Resumen

El continuo avance de las micro y nanotecnologías producido en los últimos años, ha dado lugar al desarrollo de materiales con 1 y 2D en escala nanométrica con propiedades físicas nuevas. La integración de este tipo de materiales en dispositivos convencionales como los sensores químicos, puede mejorar las características de los mismos dotándoles de una alta sensibilidad y rápida respuesta. Estas características son fundamentales en la detección de gases tóxicos como el formaldehído, ya que la legislación establece unos tiempos cortos de respuesta y límites de detección muy bajos. La mayor desventaja de los sensores conductométricos desarrollados hasta el momento es la falta de selectividad y estabilidad. Por ello, este trabajo se centra en la aplicación de materiales nanoestructurados (nanohilos y películas delgadas formadas por nanopartículas) como material sensible, para desarrollar un sensor de gas de alta sensibilidad y especificidad al formaldehído. Se han estudiado tres materiales distintos: películas delgadas de óxido de níquel y óxido de wolframio y nanohilos de óxido de estaño. Se ha realizado una profunda caracterización de los óxidos semiconductores, para relacionar sus propiedades ópticas, estructurales y eléctricas con las características sensoras. Además, se ha propuesto un modelo del mecanismo de conducción para los tres casos, basándose en resultados experimentales. Asimismo, se ha estudiado la influencia de las condiciones de fabricación y operación en las propiedades sensoras de los prototipos. Finalmente, se ha realizado una comparación de los resultados obtenidos mediante los materiales en forma película delgada y nanohilos.