Optimisation de la réponse électrique en fréquence d’une couche sensible de ZnO:Ga pour application au contrôle de la qualité de l’air
Contexte :
Les capteurs SMOX sont des capteurs résistifs. Ils sont composés d’une couche sensible d’oxyde métallique semi-conducteur, d’électrodes de mesure de la résistance de la couche d’oxyde et d’un système de chauffage qui favorise l’adsorption des molécules de gaz.
Conventionnellement, la variation de résistance de la couche sensible en présence d’un gaz est mesurée en appliquant un courant continu à la couche d’oxyde et en mesurant la tension pour déduire la résistance. En présence du gaz, la conductivité de la couche d’oxyde est modifiée, idéalement de façon réversible pour quantifier la concentration du gaz.
Objectif :
Le projet a porté sur l’étude de la réponse de l’impédance électrique de ces couches d’oxyde avec un dispositif (électrodes/couche) dans la gamme de 100 Hz à 1 MHz. L’objectif était d’identifier la réponse électrique complexe des oxydes face à différents gaz. Un appareil de mesure d’impédance électrique a été couplé à un banc de dilution pour la génération de mélanges gazeux (NO2, acétone) avec humidité contrôlée.
Résultats préliminaires :
Les premiers résultats montrent qu’il est possible d’avoir une réponse linéaire entre différents paramètres électriques (par exemple, partie complexe de l’impédance électrique, Z’’) et la concentration des gaz réactifs dans certaines atmosphères et conditions étudiés.
Contacts
Lionel PRESMANES, CIRIMAT
Zarel VALDEZ NAVA, LAPLACE
Etudiant recruté
Corentin BAJON, master 2
Réponses aux différentes concentrations en NO2 pour Z’’ à une température de fonctionnement de 250°C (graphe de gauche) et zoom sur les fréquences avec une réponse linéaire (F1, F2, F3). Couche sensible de 50 nm de ZnO dopé Gallium 4 % atomique.
Le Pack démarrage de FERMAT a été critique pour initier des travaux préliminaires autour d’un stage M2, et ainsi démontrer la pertinence d’une idée qui autrement serait restée à l’état de discussion informelle. Les premiers résultats nous permettront de montrer la preuve du concept lors des dépôts de projets à venir.