Estudio de las propiedades como sensor de gas del a-SnWO4

Abstract

En este trabajo se obtuvo películas delgadas de tungstato de estaño(II) mediante la técnica del “sputtering“ reactivo. El proceso de deposición se efectuó mediante el “sputtering“ simultáneo (co-sputtering) de dos blancos (targets), uno de tungsteno y otro de estaño, en una atmósfera de 11% Ü2 / Ar, Para el primer caso se empleó un potencial r.f. y para el segundo caso un potencial d.c. Las películas obtenidas fueron amorfas. Estas fueron cristalizadas térmicamente usando atmósfera reducida, llevando las muestras a temperaturas de 400 °C y 600 °C durante 4 horas. La película delgada obtenida aplicando 150 W de potencia a cada “target“ adopta una estructura policristalina con una estructura correspondiente al a-SnWO4 después de un tratamiento térmico a 400 °C. Las películas fueron caracterizadas en sus propiedades estructurales y su composición mediante Difracción de Rayos X (XRD), Espectroscopia de Retrodispersión de Rutherford (RBS), Espectroscopia Mossbauer de Electrones de Conversión (CEMS), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM y EDS) y Microscopía de Fuerza Atómica (AFM). Los resultados de XRD, CEMS, RBS y EDS indican la presencia Sn + y Sn + en las muestras, y además que las fases predominantes en ellas son SnO2 y a-SnWO4. Los parámetros hiperfinos de está última fase se han determinado, no existiendo aún estos datos en la literatura actual. Se estudió el comportamiento eléctrico de las muestras, sometiéndolo a diferentes atmósferas: mezcla de aire sintético (80% N2 y 20% 02) con CO y aire sintético con NO. Se observó un efecto poco común en la interacción CO-película y NO-película. Usualmente, el CO actúa como un gas reductor incrementando la conductancia de un semiconductor tipo n. Sin embargo en este trabajo, a temperaturas debajo de 250 °C, CO actúa como un gas oxidante disminuyendo la conductancia de la película. A temperaturas sobre los 250 °C el CO actúa como gas reductor, tal como usualmente se espera. Este doble comportamiento depende de la composición del material. Si la relación Sn/W es menor de 0.4 no se presenta este doble comportamiento como reductor y oxidante del CO. Efectos similares se observaron también para el NO.