Thesis:

Transporte eléctrico en óxidos de cobre con nanoestructuras metálicas y su comportamiento como sensores de gases

La industria agrícola debe enfrentar un gran problema: la maduración ace lerada de los productos debido a la emanación natural de etanol. La detección temprana de este gas es de crucial importancia para reducir los costos asociados a las pérdidas de las cosechas. Esta investigación se enfoca en el estudio y me jora de la sensibilidad de los sensores de gas para su aplicación en la industria agrícola. Con este propósito, se pretende mejorar los resultados obtenidos en investi gaciones previas que emplearon películas ultradelgadas de óxido cúprico (CuO), a través de la incorporación de nanoestructuras de óxido de cobalto (Co3O4). Para la fabricación estas nanoestructuras se depositaron películas ultradelgadas de cobalto con espesor comprendido entre 0.5 y 2 nanómetros sobre una película de CuO de 20 nanómetros de espesor, sobre un sustrato aislante. La investigación se dividió en dos fases: la primera se centró en caracterizar películas delgadas de cobalto oxidadas bajo condiciones controladas mediante técnicas como espectroscopía Raman, espectrofotometría UV-Vis y sometiendo las muestras a campos magnéticos, con el fin de lograr sintetizar el óxido de cobalto deseado (Co3O4). Mientras que la segunda fase analizó las propiedades eléctricas de películas delgadas de óxido de Cobre CuO con nanoestructuras de Co3O4, mediante el cambio de la resistencia eléctrica en función de la tempera tura y bajo distintas presiones de gases. Los resultados muestra una mejora en la detección ante niveles incrementados de concentración de etanol en el entorno, en contraste con los sensores elabora dos únicamente con CuO. Esta mejora abre la posibilidad de crear un sistema híbrido que combine ambos tipos de sensores, con el propósito de ampliar el espectro de detección de este gas.

The agricultural industry faces a significant challenge: the accelerated ripe ning of products due to the natural emission of ethanol. Early detection of this gas is crucial to reduce costs associated with crop losses. This research focuses on studying and enhancing the sensitivity of gas sensors for application in the agricultural sector. With this aim, the intention is to improve upon the results obtained in pre vious researches that utilized copper oxide (CuO) ultra-thin films, through the incorporation of cobalt oxide nanostructures (Co3O4). To fabricate these na nostructures, cobalt ultra-thin films were deposited with a thickness ranging between 0.5 and 2 nanometers on a 20 nanometers thick CuO film on an insu lating substrate. The research was divided into two phases: the first phase aimed at characteri zing cobalt oxide thin films under controlled conditions using techniques such as Raman spectroscopy, UV-Vis spectroscopy, and subjecting the samples to mag netic fields, in order to detect Co3O4. Meanwhile, the second phase analyzed the electrical properties of CuO thin films with Co3O4 nanostructures, by mea suring changes in electrical resistance as a function of temperature and under different gas pressures. The results demonstrate a significant improvement in ethanol detection at in creased concentration levels in the environment, in contrast to sensors fabricated solely with CuO. This improvement suggests the possibility of creating a hybrid system that combines both types of sensors, with the purpose of broadening the spectrum of gas detection.