I.4.3 Stabilité
Ce paramètre est utilisé pour
caractériser la dérive du signal du capteur dans le temps. Il
existe un vieillissement du capteur, ce qui limite son utilisation à
long terme. Différentes solutions sont proposées pour y
remédier, notamment par un traitement préalable de la couche
sensible [7].
I.4.4 Température de fonctionnement
Le processus d'adsorption et de désorption des
molécules de gaz à la surface du capteur dépend fortement
de sa température de fonctionnement. Afin de garantir une bonne
réversibilité des phénomènes d'adsorption et de
désorption, les capteurs MOX fonctionnent à température
élevée, typiquement entre 300°C et 500°C
[1].
I.4.5 Temps de réponse
Le temps de réponse est défini comme étant
le temps nécessaire pour que la réponse du capteur atteigne 90%
de son amplitude maximale lorsqu'il est exposé au gaz.
Ce temps dépend de plusieurs paramètres tels que
la température de fonctionnement du
capteur et la cinétique de
réponse au gaz. Pour les capteurs MOX, le temps de réponse est
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Figure I.7. Structure d'un microcapteur
MOX
développé par la société
Microsens
L5].
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relativement court, en particulier avec des capteurs à
base de couches minces constituées de grains de taille
nanométrique L1].
I.5 Capteurs de gaz à base d'oxyde
métallique (MOX) I.5.1 Matériaux sensibles
La plupart des oxydes métalliques présentent des
variations de conductivité lorsqu'ils sont soumis à un changement
de l'environnement gazeux. Les oxydes métalliques sont utilisés
en couches minces ou épaisses qui peuvent être
élaborées par des techniques de dépôt
différentes (pulvérisation cathodique, spin-coating,
évaporation, spray, etc....). Un matériau a une
sensibilité maximum à un gaz pour une température de
fonctionnement donnée L1].
I.5.2 Structure d'un capteur MOX
Du fait que les capteurs MOX fonctionnent à
température élevée (typiquement entre 300°C et
500°C), ils nécessitent une structure comportant une couche
sensible (dans notre cas l'oxyde de zinc) associée à un
élément de chauffage formé par une couche mince de Nickel
et Tungstène, présentement, notre cas qui sera
détaillé dans la deuxième partie de ce chapitre. La figure
I.7 montre une structure d'un capteur MOX proposé actuellement par
l'industrie.
I.5.3 Principe de fonctionnement
La conductivité des capteurs MOX est le
paramètre mesuré. Pour les oxydes métalliques de type n,
par exemple ZnO, la conductivité augmente en présence d'un gaz
réducteur alors qu'elle diminue en présence d'un gaz oxydant.
Ceci résulte d'un ensemble de réactions physico-chimiques entre
la couche sensible du capteur et les molécules de gaz adsorbées
à sa surface. Dans ce qui suit, nous détaillons quelques points
importants à prendre en compte pour comprendre ce qui se passe lorsqu'un
oxyde métallique est mis en contact avec un environnement gazeux
L1].
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