Realisation d'une nouvelle generation de capteurs de gaz utilisant des nanoparticules de dioxyde d'etain

• Auteur / Autrice : Céline Nayral
• Direction : Bruno Chaudret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

Le sno 2 polycristallin est un materiau semiconducteur largement utilise comme couche sensible de capteurs de gaz. La reduction de la taille des grains avec la plus faible dispersion possible doit conduire a ameliorer de facon significative sensibilite et reproductibilite. Nous presentons ici un mecanisme original conduisant a un nouveau materiau (sno 2) nanoparticulaire pouvant etre utilise comme couche sensible integree sur silicium. Des nanoparticules spheriques d'etain cristallin protegees par une couche d'oxyde d'etain amorphe ont ete obtenues par un nouveau procede combinant la decomposition thermique de sn(nme 2) 2 2 (qui entraine la formation du coeur d'etain (0)) et le controle de l'hydratation (qui permet la formation de la couche d'oxyde qui stoppe la croissance des particules). Le controle des parametres cles de ce procede de synthese, qui sont la teneur en eau dans le solvant, la temperature et le temps de reaction ainsi que la concentration en amidure d'etain, permet d'obtenir un rendement de 63% en particules composites sn/sno x, d'un diametre centre autour de 190 a, avec une distribution en taille relativement etroite compte-tenu de la taille des particules. L'oxydation, par traitement thermique, de ce materiau composite conduit a des nanoparticules de sno 2 cristallin (phase cassiterite majoritaire et phase orthorhombique minoritaire) sans observer de modifications, ni de taille ni de morphologie. L'integration d'une couche de dioxyde d'etain nanoparticulaire sur une structure de microelectronique a ete realisee avec succes en utilisant une technique de micro-depot et d'oxydation in-situ sur puce pour obtenir un detecteur de co a haute sensibilite. L'etude des possibilites de dopage du materiau par des metaux nobles donne des resultats tres prometteurs puisque les premiers essais de dopage au palladium ont conduit a doubler la sensibilite au co.