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Abstrait

CO2 chimisorbé à la surface du Co-SnO2, caractérisation et capteur de gaz à température ambiante

Mohamed A Basyooni, Mohamed Shaban et Gamal F Attia

Des pellicules minces d'oxyde d'étain pur et dopé au cobalt (SnO2 et SnO2: Co) d'épaisseur variable ont été fabriquées avec succès par la technique de revêtement par centrifugation sol-gel. Les échantillons ont été caractérisés par diffraction des rayons X (DRX) et au microscope électronique à balayage (MEB). L'effet d'un certain nombre de couches sur les propriétés structurelles et optiques des films SnO2 et SnO2:Co a été étudié. La taille des cristallites des films de SnO2 purs a augmenté de 7,7 à 31,1 nm en augmentant le nombre de couches de 12 à 24. La cristallinité du film s'est améliorée avec l'augmentation de la température de recuit de 400 °C à 500 °C. Cependant, il a été réduit en incorporant des atomes de Co. La transmission et la bande interdite optique du film de SnO2 ont diminué en augmentant le nombre de couches ou après dopage au Co. Le film co-dopé à 8 % présente une sensibilité relativement plus élevée au gaz CO2 à température ambiante (RT) par rapport au film SnO2 non dopé. Le taux d'augmentation de la sensibilité par rapport à la concentration de CO2 est de 0,116/sccm pour le SnO2 co-dopé. Dans cette étude, le dioxyde de carbone a agi comme un agent oxydant, provoquant une augmentation de la résistance électrique du capteur, ce qui se traduit par une augmentation de la tension mesurée. Le mécanisme de détection du dioxyde de carbone implique sa désintégration en CO- et O-. Ces espèces sont adsorbées à la surface du film mince. La charge négative piégée dans ces espèces d'oxygène a causé une courbure de bande vers le haut sur le nanomatériau SnO2, augmentant ainsi sa résistance par rapport à la situation de bande plate avant l'exposition au gaz CO2. 
Les temps de réponse et de récupération augmentaient à mesure que la concentration de CO2 augmentait. Les résultats obtenus illustrent la possibilité de contrôler les propriétés physiques du film pour des applications de détection et optoélectroniques. Publication récente 1. Mohamed A Basyooni, Ashour M Ahmed et Mohamed Shaban (2018) Hybridation plasmonique entre deux nanotiges métalliques. Optik Optik - Revue internationale d'optique lumineuse et électronique DOI : 10.1016/j. ijleo.2018.07.135. 2. Mohamed A Basyooni, Mohamed Shaban et Adel M El Sayed (2017) Propriétés améliorées de détection de gaz des films nanostructurés de ZnO dopés au Na et enduits par rotation. Rapports scientifiques 7 : 41716. 3. Mohamed Shaban, GF Attia, Mohamed A Basyooni et Hany Hamdy (2015) Propriétés morphologiques et structurelles des pellicules minces d'oxyde d'étain enduites par centrifugation. Journal international d'ingénierie et de technologie de recherche avancée 1(3):1-14. 4. Mohamed Shaban, Mohamed A Basyooni, GF Attia, Hany Hamdy () Synthèse et caractérisation des films minces d'oxyde d'étain et effet du recuit sur un film multicouche, 5e conférence internationale sur les tendances modernes de la recherche en physique ( MTPR-014), du 15 au 19 décembre 2014, Université du Caire, Égypte. Actes de la cinquième conférence MTPR-014 de la conférence internationale WPS, volume 9914, juin 2015