Resumen

En este artículo se comparan tres tipos diferentes de materiales semiconductores detectores de gases: óxidos metálicos (MOX), diamante con terminación de hidrógeno (HD) y silicio amorfo hidrogenado (a-Si:H). Mientras que en los materiales MOX el oxígeno es la especie superficial químicamente reactiva, el HD y el a-Si:H son semiconductores unidos covalentemente con superficies hidrogenoterminadas. Demostramos que estos materiales semiconductores tan distintos presentan el mismo tipo de respuesta a los gases a baja temperatura. Este mecanismo de respuesta a baja temperatura está mediado por una fina capa de agua adsorbida y los propios materiales semiconductores actúan como sensores de pH. En este estado de adsorción limitada, la sensibilidad a los gases se limita a las especies moleculares que pueden disolverse fácilmente en H2O y sufrir posteriormente una disociación electrolítica. A temperaturas más elevadas, en las que ya no puede existir una capa cerrada de agua adsorbida, la respuesta al gas está limitada por interacciones directas molécula-semiconductor. En este último modo de funcionamiento, los sensores de gas MOX responden a los gases adsorbidos según sus diferentes propiedades oxidantes o reductoras. El silicio amorfo hidrogenado (a-Si:H), por otra parte, muestra un perfil de sensibilidad cruzada significativamente diferente, revelando que las interacciones gas-superficie pueden estar restringidas en gran medida a moléculas de analito con orbitales de par solitario y de tres centros deficientes en electrones.

• Materias:Redes de sensores Nanosensores Sensores electroquímicos Sensores de fibra óptica
• Subjects:Sensor networks Nanosensors Electrochemical sensors Fiber optic sensors
• Palabras claves:perfil de sensibilidad cruzada diferente, silicio amorfo hidrogenado, sensores de gas mox, materiales mox oxígeno, materiales semiconductores disímiles, especies reactivas de superficie, respuesta de gas a temperatura, agua, silicio amorfo, moléculas de analito
• Keywords:different cross sensitivity profile, hydrogenated amorphous silicon, mox gas sensors, mox materials oxygen, dissimilar semiconductor materials, reactive surface species, temperature gas response, water, amorphous silicon, analyte molecules