| LA NECESIDAD DE ESTUDIAR SISTEMAS NANOESTRUCTURADOS SE CENTRA EN EL INTERES EN LOS ULTIMOS AÑOS ENTRE LAS SOCIEDADES INDUSTRIALIZADAS POR EL DESARROLLO DE SENSORES PARA MONITOREAR LA COMPOSICION DE LOS GASES DEL AMBIENTE. ESTE INTERES DERIVA TANTO DE UN ENTUSIASMO DE LAS ECONOMIAS QUE LLEVAN A CABO ESTRICTOS CONTROLES DE PROCESOS TALES COMO, LA COMBUSTION Y DESDE UN CRECIMIENTO CONCERNIENTE A LA PROTECICON DE LA SEGURIDAD DEL MEDIO AMBIENTE Y DE LA SALUD DE LAS PERSONAS. POR LO QUE, LA BUSQUEDA DE NUEVOS MATERIALES PARA AYUDAR A LA DETECCION Y CONTROL DE GASES CONTAMINANTES SE HA INCREMENTADO ACTUALMENTE, CONSTITUYENDO ESTA UNA AREA DE INVESTIGACION PROMISORIA PARA DESARROLLAR NUEVAS TECNOLOGIAS EN LA DETECCION DE GASES NOCIVOS. UN SENSOR ES UN DISPOSITIVO QUE RESPONDE A UN ESTIMULO FISICO O QUIMICO COMO LA LUZ, CALOR, PRESION, MAGNETISMO O UN ANALITO EN PARTICULAR, LA TRANSMISION DE ESTE ESTIMULO SE TRADUCE FINALMENTE EN UN CAMBIO EN SUS PROPIEDADES LA CUAL ES POSIBLE MEDIR U OPERAR. ESTOS DISPOSITIVOS CAMBIAN LA CONDUCTIVIDAD AL SER EXPUESTOS A UN GAS EN PARTICULAR, PERO ESTA RESPUESTA SE PRESENTA DEBILMENTE A TEMPERATURA AMBIENTE. HOY EN DIA LOS PRINCIPALES ESFUERZOS EN SENSORES SEMICONDUCTORES DE GASES (SSG) APUNTAN A SOLUCIONAR PARAMETROS COMO: SENSIBILIDAD, ESTABILIDAD Y PODER DE CONSUMO, ESTE ULTIMO PARAMETRO ES IMPORTANTE PORQUE LOS DISEÑOS DE SISTEMAS PORTATILES PARA USO DOMESTICO REQUIEREN UN MENOR CONSUMO ENERGETICO. PARA TAL FIN, EXISTEN DISTINTAS ESTRATEGIAS QUE SE UTILIZAN PARA RESOLVER ESTAS DIFICULTADES, UNA DE ELLAS ES LA INTRODUCCION DE ESPECIES FORANEAS O DOPANTES QUE AYUDAN A REDUCIR LA TEMPERATURA DE OPERACION CON UN MAXIMO DE SENSIBILIDAD DISMINUYENDO EL PODER DE CONSUMO. EL PROPOSITO DE LA PRESENTE INVESTIGACION FUE SINTETIZAR, CARACTERIZAR Y ESTUDIAR OXIDOS SEMICONDUCTORES NANOESTRUCTURADOS DE ZNO Y SNO2 DOPADOS CON NANOPARTICULAS DE GA Y GE Y SU APLICACION EN SENSORES RESISTIVOS DE GASES PARA LA DETECCION DE GASES OXIDANTES COMO EL CO Y GASES REDUCTORES COMO EL NO2. LA SINTESIS DE LOS MATERIALES SE LLEVO A CABO POR DOS TECNICAS DIFERENTES: I) OXIDACION DE PELICULAS DELGADAS METALICAS PREPARADAS POR DEPOSICION DE VAPORES CONDENSADOS (DVMC) Y II) OXIDACION DE COLOIDES METALICOS OBTENIDOS POR DQL. CON EL PRIMER METODO SE OBTUVIERON NANOPELICULAS DELGADAS TRANSPARENTES DE ZNO Y SNO2 CON ESPESORES ENTRE 50 Y 150 NM DEPENDIENDO DE LA CANTIDAD DE MOLES EVAPORADOS DEL METAL Y LA POSICION DE LOS SUBSTRATOS RESPECTO AL CENTRO DE EVAPORACION DEL METAL. MIENTRAS QUE EN EL SEGUNDO METODO SE OBTUVIERON NANOPARTICULAS DE LOS CORRESPONDIENTES OXIDOS CON TAMAÑOS NO MAYORES A 45 NANOMETROS. EL PROCESO DE DOPAJE SE REALIZO CON NANOPARTICULAS COLOIDALES DE GE Y GAñoBTENIDAS POR DEPOSICION QUIMICA DE LIQUIDOS EN UN REACTOR DE ATOMO METALICOS CON DIFERENTES SOLVENTES. LOS ESTUDIOS DE ESTABILIDAD Y PROPIEDADES DE ESTOS COLOIDES DETERMINARON QUE AQUELLOS PREPARADOS CON 2-PROPANOL FUERON LOS MAS ESTABLES CON TAMAÑOS DE PARTICULA PROMEDIO DE 3NM PROPICIOS PARA UTILIZARLOS COMO DOPANTES DE LOS OXIDOS SEMICONDUCTORES. CADA TIPO DE MATERIAL (PELICULAS DELGADAS Y NANOPOLVOS) SE DOPARON DE DOS FORMAS DIFERENTES: LAS PELICULAS MEDIANTE MICROPULVERIZACION LOS NANOPOLVOS POR EL METODO SMAD (IN SITU). MEDIANTE HRTEM, XPS Y MEDICIONES DE RESISTENCIA ELECTRICA SE DETERMINO EL EFECTO DOPANTE DEL GA Y EL GE EN LOS OXIDOS DE ZNO Y SNO2. SE CONFIRMO TAMBIEN QUE EL GA POR SU ALTA REACTIVIDAD CUANDO SE ENCUENTRA NANOESTRUCTURADO ESTA DOPANDO LOS MATERIALES EN SU FORMAñoXIDADA MAS ESTABLE (GA2O3). ESTO INDICO QUE LOS PROCESOS DE DETECCION DE LOS GASES SE REALIZA POR DOS MECANISMOS FUNDAMENTALES: I) SENSITIZACION ELECTRONICA Y II) SENSITIZACION QUIMICA. DESPUES DE LAñoBTENCION DE LOS MATERIALES SE DISEÑARON LOS SENSORES LOS CUALES ESTABAN COMPUESTOS POR UNA RESISTENCIA CALEFACTORA (HEATER), LOS ELECTRODOS INTERDIGITADOS Y EL MATERIAL SENSOR. LOS RESULTADOS CON LOS GASES DE PRUEBA CO Y NO2 ARROJARON RESULTADOS PROMISORIOS E INTERESANTES EN SU DETECCION. LOS PARAMETROS DE EVALUACION DE LOS SENSORES FUERON MEJORADOS CUANDO SE UTILIZARON MATERIALES A BASE DE SNO2 DOPADOS CON GA. LOS TIEMPOS DE RESPUESTAS, LA SENSIBILIDAD, LA RESPUESTA DINAMICA, LOS TIEMPOS DE RECUPERACION Y PODER DE CONSUMO DE LOS SENSORES, SE OPTIMIZARON Y FUERON COMPARABLES CON LOS SENSORES COMERCIALES, PARA USO DOMESTICO E INDUSTRIAL. EN EL PRESENTE DOCUMENTO SE DETALLAN COMPLETAMENTE LAS METODOLOGIAS DE SINTESIS, LOS MECANISMOS QUE SE LLEVAN A CABO EN CADA PROCESO, LA CARACTERIZACION ESTRUCTURAL Y ESTUDIOS DE SUS PROPIEDADES FISICO-QUIMICAS MEDIANTE DIVERSAS TECNICAS COMO: MICROSCOPIA ELECTRONICA DE TRANSMISION (TEM) Y DE ALTA RESOLUCION (HRTEM), MICROSCOPIA ELECTRONICA DE BARRIDO (SEM) Y CON EMISION DE CAMPO (FE-SEM), ESPECTROSCOPIA FOTOELECTRONICA DE RAYOS X (XPS), DISFRACCION DE RAYOS X (XRD), DIFRACCION DE ELECTRONIES DE ARA SELECCIONADA (SAED), ESPECTROSCOPIA INFRARROJA CON TRANSFORMADA DE FOURIER (FT-IR), ESPECTROSCOPIA ULTRAVIOLETA VISIBLE (UV-VIS), ANALISIS TERMOGRAVIMETRICO (TGA), MOVILIDAD ELECTROFERICA (ME), LIGHT SCATTERING (LS) Y MICROSCOPIA DE FUERZA ATOMICA (AFM). TAMBIEN SE MUESTRA LA TEORIA CORRESPONDIENTE AL PROCESO DE DETECCION DE SENSORES SOLIDOS DEBIDO A MATERIALES A BASE DE OXIDOS SEMICONDUCTORES Y LOS RESULTADOS MAS SOBRESALIENTES DE LA APLICACION DE NANOFILM Y NANOPOLVOS DE ZNO Y SNO2 DOPADOS CON GE Y GA EN LA DETECCION DE GASES TOXICOS. |