Capteurs de gaz semi-conducteurs a base de nouvelles phases de type oxynitrure

Semiconductors gas sensors based on new oxynitride type phases

• Auteur / Autrice : CELINE LOUIS EUGENE DIT PICARD
• Direction : Jean Guyader
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Odile Merdrignac

Résumé

Les phases oxynitrures de type zngeon possedent une structure tetraedrique. Ce sont des semi-conducteurs bons candidats pour la detection de certains gaz comme l'ammoniac et l'hydrogene sulfure dans l'air. Zngeon peut etre utilise comme capteur specifique mais, a cause de sa resistance electrique elevee, son utilisation grand public a faible cout est difficilement envisageable. Afin de modifier les proprietes electriques de ces composes, nous avons prepare une nouvelle phase oxynitrure de cadmium et de germanium designee par la formule generale cdgeon. Cette phase a ete caracterisee sur le plan morphologique, chimique et cristallographique. Les phases cdgeon presentent un domaine de composition dans lequel varient simultanement le rapport cd/ge et le taux en azote. Elles sont preparees par chauffage sous courant d'ammoniac de poudres reactives de precurseurs oxygenes cdgeo elaborees par coprecipitation selon des methodes de chimie douce. Les oxynitrures cdgeon possedent une structure tetraedrique qui derive de celle de la wurtzite type zngeon. Nous avons ensuite realise selon la technologie couches epaisses un capteur miniature integrant des electrodes de mesures et un microfour. Les tests effectues sur les capteurs cdgeon ainsi serigraphies mettent en evidence une diminution de la conductance de base par rapport a zngeon (g#a#i#r#-#c#d#g#e#o#n = 10#-#6 #-#1 et g#a#i#r#-#z#n#g#e#o#n = 10#-#9 #-#1 a 250c). Ces capteurs permettent la detection des gaz reducteurs tels que h#2s et nh#3 (g augmente) et des gaz oxydants no#x (g diminue). Ils presentent par exemple une grande sensibilite aux composes soufres sous atmosphere oxygenee et non oxygenee (la sensibilite du capteur caracterisee par g/g a comme valeur 2500% pour 10 ppm de h#2s dans l'air). Les nouveaux capteurs de gaz que nous avons prepares et caracterises sont tres sensibles et selectifs