Durante mucho tiempo la fabricación de dispositivos que se encuentran prácticamente en todos los aparatos domésticos de uso diario se basa en la tecnología de materiales semiconductores (por ejemplo, los transistores), principalmente el silicio, por lo cual el conocimiento de las propiedades de este material es sin duda el más documentado. Sin embargo, en las últimas décadas la investigación y el desarrollo tecnológico se han concentrado en el estudio de los llamados semiconductores compuestos; los cuales contienen dos o más átomos de diferentes grupos de la tabla periódica. A partir de estos nuevos materiales se han realizado numerosos esfuerzos en el desarrollo de dispositivos simples, de bajo costo y confiables, con el objetivo de controlar la contaminación del aire y para detectar gases tóxicos de baja concentración en el aire, en el campo de las aplicaciones domésticas y de la industria.
Generalmente los óxidos semiconductores son ampliamente usados como materiales sensores debido a sus propiedades de reacción con un gas contaminante. Las películas de óxidos metálicos son consideradas como buenas películas conductoras y transparentes y son aplicadas en celdas solares, así como en otros dispositivos electrónicos, gracias a sus propiedades eléctricas y ópticas.
Los óxidos metálicos utilizados para sensores de gases contaminantes son: dióxido de estaño (SnO2), dióxido de titanio (TiO2) y óxido de zinc (ZnO), entre otros. Por ejemplo, el ZnO es empleado para detectar gases como el hidrógeno y el monóxido de carbono (CO) que resulta de la combustión interna de los automóviles; también puede detectar humedad no deseada en la conservación de alimentos. Recientemente los sensores de gas de ZnO han atraído más interés debido a sus mejores propiedades para detectar gases tóxicos, alcoholes, etcétera, ya sea en el medio ambiente o en áreas de trabajo.
El SnO2 es un compuesto con alta estabilidad y buenas propiedades químicas y eléctricas que también lo hacen interesante para la fabricación de sensores especializados en la detección de monóxido de carbono y alcoholes. De igual manera se han realizado estudios del Silicio Poroso (SP) como sensor de vapores etílicos en la industria y en laboratorios clínicos. Investigaciones recientes muestran que el silicio poroso combinado con óxidos metálicos como el ZnO se puede emplear para sensar a temperatura ambiente, a diferencia de los sensores comerciales, los cuales requieren ser calentados a temperaturas superiores a 150ºC para poder operar.
En el Centro de Investigación en Dispositivos Semicon-ductores del Instituto de Ciencias de la Universidad Autónoma de Puebla (CIDS-ICUAP), los profesores del cuerpo académico en “Dispositivos y Materiales Semiconductores” trabajamos en la obtención de óxidos metálicos y silicio poroso; contamos con un proyecto Conacyt, el cual nos permitirá fabricar los sensores así como analizarlos para darles una aplicación específica. En dicho proyecto se cuenta con la colaboración del Dr. Sergio Salazar Cruz, profesor-investigador del Cinvestav-IPN unidad Zacatenco, quien empleará los dispositivos sensores en el monitoreo del aire de la ciudad de México.
Estos materiales son obtenidos por diferentes técnicas tales como el depósito químico en fase vapor (CVD, Chemical Vapor Deposition, por sus siglas en inglés) de compuestos organometálicos, por el método sol-gel, y a partir de sistemas coloidales, lo que nos permite sublimar los coloides de los óxidos y de esta forma obtener películas. Estudios preliminares muestran que las películas de ZnO obtenidas por CVD a presión atmosférica y por fuente sólida (sistemas implementados en el CIDS) y de los coloides sublimados poseen características que nos permiten emplearlas para la fabricación de sensores de gases contaminantes.
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