Nanofios semicondutores para nano-sensoriamento ultra-sensível

Abstract

Nanofios semicondutores de óxido metálico apresentam enorme potencial em aplicações de nano-sensoriamento ultra-sensível, rápido e seletivo de diferentes gases e substâncias químicas e biológicas. Nano-sensores de estado sólido à base de nanofios semicondutores podem detectar de forma rápida quantidades ínfimas (p.p.m. e p.p.b.) de substâncias, tornando-se, portanto, ferramentas poderosas no controle de exposição a substâncias nocivas, por exemplo.Neste trabalho, desenvolvemos as etapas necessárias para a fabricação de sensores de gás à base de nanofios de ZnO. Os processos estudados contemplam a síntese, bem como a caracterização de nanofios de ZnO crescidos em substratos de Safira e Silício através do mecanismo Vapor-líquido-sólido (VLS). Além disso, o desenvolvimento de litografia por microfeixe iônico para a fabricação de microcontatos para análise das propriedades elétricas (curvas IxV) dos fios em ambientes gasosos controlados é apresentado.

Metal oxide nanowires semiconductors have enormous potential in high-sensitive, fast and selective sensing applications. It may be used to selectively detect different gases, chemical and biological substances. Semiconducting ZnO nanowires can improve a nano-sensor device which quickly detects small quantities (p.p.m. and p.p.b.) of a certain substance, becoming a powerful device to control the environment of a presence of harmful substances, for instance. We report on the development of crucial steps in the fabrication of a ZnO based gas sensor. The described processes involve the synthesis as well as the characterization of ZnO nanowires grown on sapphire and silicon substrates by the Vapor-liquid-solid mechanism. Moreover, the development of a lithography technique using ion micro-beam with the purpose of fabricating metallic micro-contacts in order to perform electrical measurements (IxV curves) on the ZnO nanowires in controlled gaseous environment is presented.