Adsorción de oxígeno en sensores de película gruesa de SnO₂ dopados con Pd

Abstract

En este trabajo se estudia la dependencia de la conductividad eléctrica en oxígeno de películas de SnO 2 dopadas con Pd. Los cambios en la conductividad, al modificar la atmósfera de vacío a aire, pueden ser explicados si consideramos que la adsorción de oxígeno produce un incremento en el ancho y en el alto de las barreras de potencial intergranulares. La exposición de las películas a estos gases a temperaturas mayores que 300°C favorece la difusión interna del oxígeno lo que provoca la aniquilación de vacantes de oxígeno y por ende la alteración de las barreras intergranulares. Se analiza en particular la diferencia en el comportamiento eléctrico entre las películas de SnO 2 dopadas y sin dopar. Palabras claves: SnO 2 , películas gruesas, mecanismos de conducción. Oxygen adsorption in Pd-doped SnO 2 thick filmsThe dependence of the electrical conductivity Pd-doped SnO 2 thick films in an oxygen atmosphere is studied. The conduction mechanism when the atmosphere is changed from vacuum to oxygen can be explained considering the modification of the intergranular potencial barriers. The films exposure at temperatures higher than 300°C favors the oxygen indiffusion that causes the annihilation of oxygen vacancies. The difference between thick films doped with Pd and films without additives is analyzed.Keywords: SnO 2 , thick films, conduction mechanisms. INTRODUCCIÓNEn las pasadas dos décadas los sensores de gases basados en SnO 2 se han tornado los dispositivos de estado sólido preponderantes para la detección de gases en alarmas domésticas, comerciales e industriales [1][2]. Generalmente se acepta que la quimisorción de oxígeno produce la transferencia de electrones desde el interior de los granos de SnO 2 a sus superficies lo que da lugar a la modificación de las barreras formadas en los bordes de grano. Las características de estas barreras dependen del contenido de oxígeno intergranular lo que se refleja en un cambio en la resistividad del sensor [3]. En este sentido, diferentes factores, tales como química de defectos, propiedades morfológicas, influencia de aditivos y efectos catalíticos en las reacciones superficiales contribuyen a la respuesta eléctrica del sensor [4].Un método ampliamente utilizado para incrementar la selectividad de los sensores de gases es incorporarle catalizadores al SnO 2 [5]. Morrison [6] determinó que un catalizador puede afectar las propiedades de la superficie de los granos y de los contactos intergranulares. Uno de ellos es el llamado "efecto spillover" en el cual la molécula de oxígeno se disocia para formar una especie de oxígeno más activa. Otro efecto es el llamado "control del nivel de Fermi", en el cual se produce un intercambio electrónico entre el catalizador y el cerámico semiconductor [7].En este trabajo realizamos una serie de experimentos destinados a dilucidar aspectos básicos sobre los efectos de la exposición de la película al vacío y a una atmósfera de oxígeno. En particular, se analiza la respuesta de películas gruesas de SnO 2 con y sin el agregado de Pd ante ...

Evolución del impacto del Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio

“…Si se pregunta a los encuestados por el tipo de trabajos que les ha resultado más interesante de los publicados en los últimos dos años se observa que los trabajos más apreciados han sido los de revisión (4-10), trabajos generales sobre el sector cerámico (2-4, 11), conformado de materiales cerámicos y diagramas de fase (12)(13)(14), métodos de caracterización y propiedades de materiales cerámicos estructurales (15)(16)(17)(18)(19)(20)(21), materiales electrocerámicos (22)(23)(24)(25)(26), materias primas y materiales o procesos de interés para la industria de pavimentos y revestimientos cerámicos (38), estudios de arqueometría y patrimonio histórico (39-42) y materiales relacionados con el medio ambiente (43-44) y vidrios (45). De entre todos ellos destaca el trabajo de revisión de P. N. de Aza y col. (4), que ha sido considerado en 19% de las encuestas.…”

Análisis de la distribución temática en el Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio

“…un número creciente de trabajos incorporados al Boletín los relacionados con relación con las propiedades magnéticas de cerámicas con estructura espinela (42-43) y perovskita (44-47) entre los que cabe destacar el interesante trabajo de Fontcuberta y colaboradores sobre avances recientes en cerámicas magnetoestrictivas (44). En el apartado de sensores las publicaciones estuvieron relacionadas con la obtención y caracterización de sensores de gases (48)(49)(50).…”