Nuevos sensores ópticos de gases
Entre los distintos tipos de sensores de gas actualmente en estudio, la investigación llevada a cabo durante el proyecto NANOPHOS se ha centrado en los sensores ópticos. Los sensores de lámina delgada de óxido de zinc han resultado ser cada vez más atractivos para la detección de pequeñas concentraciones tanto de gases reductores como oxidantes, debido a su alta sensibilidad y selectividad. Cuando los componentes del gas interactúan con la superficie sensible de la lámina, se observan cambios en sus propiedades químicas o físicas. La posibilidad de mejorar la precisión de las medidas de concentración de los gases ha sido estudiada por los socios del proyecto del Insititutul National de Cercetare - Dezvoltare pentru Fizica Laserilor, Plasmei si Radiatei en Rumanía. Diversos materiales básicos, tales como el óxido de cinc (ZnO), el dióxido de silicio (SiO2) y acetilacetonatos metálicos, así como sus combinaciones, habían sido puestos a prueba y estudiados en el pasado con este objetivo. Los socios del proyecto NANOPHOS aislaron el ZnO, altamente transparente en el rango de longitudes de onda visibles, como un candidato prometedor. El índice de refracción del medio sensible de ZnO cambia con la reacción con gases reductores, entre los que se incluye el hidrógeno (H2), óxidos de nitrógeno (NOx) y óxidos de azufre (SOx). Mediante depósito con láser pulsado, se recubrieron substratos de SiO2, de alta transparencia en las regiones visible y del infrarrojo cercano del espectro electromagnético, con una lámina delgada de ZnO. Se utilizó un láser de excímero KrF con una longitud de onda de 248nm para depositar láminas delgadas de alta calidad de ZnO y de ZnO dopado con oro (Au). La respuesta de las capas de ZnO, usadas como elementos sensores, se probó, a continuación, con distintas concentraciones de butano diluido en nitrógeno mediante la técnica de detección de la línea m. Se detectaron concentraciones de butano de hasta tan sólo 100ppm, abriendo el camino para el desarrollo de detectores ópticos de gases con interesantes ventajas frente a los dispositivos eléctricos convencionales. Integradas en un sensor de gases óptico miniaturizado mediante circuitos ópticos integrados, podrían constituir una solución alternativa prometedora.
