Síntesis y caracterización de un compuesto semiconductor NiO-ZnO dopado con nanopartículas de Au por el método sol-gel para aplicación como sensores de gas
Alex Díaz, Dionicio Otiniano, E. Della Gaspera, Alessandro Martucci
Departamento de Ingeniería de Materiales, Universidad Nacional de Trujillo-Perú
Dipartimento d’Ingegneria Meccanica – Settore Materiali, Universita di Padova, 35131 Padova-Italia
DOI: https://doi.org/10.33017/RevECIPeru2012.0002/
RESUMEN
Láminas porosas de un compuesto semiconductor formado por NiO-ZnO (%mol) dopado con nanopartículas de Au (3% mol) fueron preparados por el método sol-gel usando acetato de níquel tetrahidratado (NiC4H6O4.4H2O) y acetato de zinc dihidratado (C4H6O4Zn.2H2O) como precursores, metanol (CH6OH) y etanol (C2H6O) como solventes, monoetanolamina (C2H7NO) y dietanolamina (C4H11NO2) como ligantes funcionales, y ácido cloroaúrico HAuCl4 como precursor. Las muestras se caracterizaron por espectroscopias Infrarrojo (IR), ultravioleta (UV-VIS), microscopía SEM, difracción de rayos X (XRD), y ensayos de sensores gaseosos. Las muestras semiconductoras fueron depositadas sobre substratos de silicio por el método de spin-coating a 2000 rpm, posteriormente fueron tratadas a 500 y 600 ºC. Los efectos de las composiciones de NiO-ZnO y el porcentaje de dopaje también se discuten en este argumento. El espesor de la capa fue determinado por elipsometria aproximado a 75 nm. Estos compuestos fueron ensayados para sensores gaseosos de H2 y CO (1% V/V) a 300ºC, demostrando óptimos resultados para el H2, pero no así para el CO.
Descriptores: NiO, ZnO, semiconductores, sensor gaseoso.
ABSTRACT
Porous films formed by a semiconductor ZnO-NiO (% mol) doped with Au nanoparticles (3% mol) were prepared by sol-gel method using nickel acetate tetrahydrate (NiC4H6O4.4H2O) and zinc acetate dihydrate (C4H6O4Zn.2H2O) as precursors, methanol (CH6OH) and ethanol (C2H6O) as solvents, monoethanolamine (C2H7NO) and diethanolamine (C4H11NO2) as functional chelants, and chloroauric acid (HAuCl4) as gold precursor. The samples were characterized by infrared (IR) and ultraviolet (UV-VIS) spectroscopy, microscopy SEM, X-ray diffraction (XRD) and gas sensing tests. The semiconductor samples were deposited on silicon substrates by spin-coating method at 2000 rpm, subsequently annealing at 500 and 600 °C. The effects of the compositions of NiO-ZnO and the percentage of doping are also discussed. The layer thickness was determined by ellipsometry in approximately 75 nm. These compounds were tested for gas sensors for H2 and CO (1% V/V) at 300 °C, showing excellent results for H2, but not for the CO.
Keywords: NiO, ZnO, semiconductors, gas sensor.
Síntesis y caracterización de un compuesto semiconductor NiO-ZnO dopado con nanopartículas de Au por el método sol-gel para aplicación como sensores de gas