Nuovi sensori di gas ottici
Tra i tipi di sensori di gas attualmente sotto analisi, la ricerca svolta nel corso del progetto NANOPHOS si incentrava sui sensori ottici. I sensori a film sottile di ossido di zinco sono diventati sempre più interessanti per il rilevamento di piccole concentrazioni di gas riduttori e ossidanti, data la loro elevata sensibilità e selettività. Quando i componenti gassosi interagiscono con la superficie sensibile dei film, si osservano cambiamenti delle sue proprietà chimiche o fisiche. La possibilità di migliorare la precisione delle misurazioni delle concentrazioni di gas è stata studiata dai partner di progetto presso l'Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Laserilor, Plasmei si Radiatiei in Romania. A questo scopo in passato sono stati analizzati e studiati diversi materiali di base, come l'ossido di zinco (ZnO), il diossido di silicio (SiO2), gli acetilacetonati metallici e le loro combinazioni. I partner del progetto NANOPHOS hanno isolato ZnO, estremamente trasparente nella gamma delle lunghezze d'onda visibili, come candidato promettente. L'indice di rifrazione dei mezzi di rilevamento di ZnO cambia durante la reazione con i gas riduttori, inclusi idrogeno (H2), ossidi di azoto (NOx) e ossidi di zolfo (SOx). Tramite deposizione laser impulsata (PLD), i substrati SiO2 di trasparenza elevata nella regione visibile e del vicino infrarosso dello spettro elettromagnetico sono stati rivestiti con un film sottile ZnO. Una fonte di luce laser a eccimeri KrF con una lunghezza d'onda di 248nm è stata usata per depositare ZnO di alta qualità e film sottili ZnO a oro (Au) diffuso. La risposta dei film ZnO, usati come elementi di rilevamento, è stata analizzata per diverse concentrazioni di butano diluito in azoto tramite la tecnica di rilevamento m-line. Sono state rilevate concentrazioni di butano fino a 100ppm, aprendo la strada per lo sviluppo di sensori per gas ottici con enormi vantaggi rispetto ai dispositivi elettrici convenzionali. Integrati in un sensore di gas ottico miniaturizzato tramite circuiti integrati ottici (IOC), potrebbero rappresentare una soluzione alternativa promettente.
