Tesis
Caracterización eléctrica de microvarillas semiconductoras de ZnO para sensores de gas
Electrical characterization of ZnO semiconductors microrods for gas sensors
Autor
IVAN ANTONIO PERALTA MENDOZA
Institución
Resumen
Se ha estudiado la respuesta eléctrica de una sola microvarilla semiconductora de ZnO para comprobar su viabilidad como elemento sensor en dispositivos de detección de gas de bajo consumo de potencia. Se fabricaron tres dispositivos de detección de gas mediante la manipulación, aislado y conexión de una sola microvarilla de ZnO sobre un contacto de aluminio con una configuración eléctrica de cuatro electrodos. El proceso de conexión se realizó in-situ utilizando un microscopio electrónico de doble haz equipado con un manipulador y un sistema de inyección de gas que permite el depósito de puntos de soldadura. La caracterización de los dispositivos consistió en medir propiedades eléctricas como la resistencia, capacitancia, inductancia e impedancia aplicando corriente directa y alterna. El funcionamiento eléctrico de los dispositivos se evaluó bajo ciclos de encendido y apagado de la fuente de alimentación a concentraciones constantes de hidrógeno y aire. La respuesta eléctrica de un dispositivo fabricado tuvo una variación en la resistencia de 4,66 % con un tiempo de respuesta de 55s cuando se expuso a 200 ppm de H2 a temperatura ambiente, consumiendo una potencia eléctrica máxima de 150,5μW. The electrical response of single ZnO semiconductor microrods are studied in order to explore their viability as sensor elements on low power consumption gas detector devices. Three gas detector devices were fabricated by manipulating, isolating and soldering single ZnO microrods onto a four-electrical contact configuration of aluminum. The soldered process was done in-situ using a dual-beam electron microscope equipped with a manipulator and a gas injector system that allows the deposition of soldering points. The characterization of the devices consisted of measuring the electrical properties like resistance, capacitance, inductance and impedance under direct and alternative current. Electrical performance of devices was evaluated under on and off cycles at constant hydrogen and air concentrations. The electrical response of a manufactured device had a resistance variation of 4.66 % with a response time of 55 s when exposed to 200 ppm of H2 at room temperature, consuming a maximum electrical power of 150.5 µW.
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