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alla Macro Area: NANO & BIO FOTONICAalla Linea di Ricerca: Sensori Ottici Evoluti
Sensori chimici di gas a trasduzione ottica ed elettrica

Attività di ricerca di tipo sperimentale su sensori chimici di gas a base di film sottili e nanostrutture monodimensionali (presso Sensor Lab BS) e di film spessi (presso Ferrara): i sensori sono a trasduzione elettrica e a trasduzione ottica e sono impiegati per applicazioni ambientali, agroalimentari, sicurezza e per applicazioni industriali.

Sensori conduttometrici di gas
I film di ossidi semiconduttori vengono studiati e preparati presso i nostri laboratori; le loro proprietà funzionali come sensori di gas conduttometrici vengono studiate con misure DC, AC e di funzione lavoro in presenza di specie gassose inquinanti.
Le proprietà chemoresistive delle nanostrutture sono studiate sia analiticamente che numericamente dal punto di vista fondamentale dell’interazione gas-superficie.
Lo scopo di questa ricerca è quello di progettare nuovi sensori che monitorino la qualità dell’aria con sensibilità, selettività ed affidabilità confrontabili con la strumentazione analitica. I nuovi sensori possono essere utilizzati anche all’interno di un naso elettronico.

Sensori ottici di gas

I sensori ottici sfruttano una trasduzione ottica del segnale prodotto dall’interazione tra gas e superficie del semiconduttore.
Si sfruttano quindi materiali come i nanofili di SnO2 e di ZnO che sono monocristallini e di dimensioni nanometriche e presentano un segnale di fotoluminescenza (PL) a temperatura ambiente. Il nostro gruppo ha per primo mostrato che vi è una modifica reversibile della PL di nanofili di SnO2 in presenza di basse concentrazioni di NO2. Lo stesso fenomeno si osserva per i nanofili di ZnO. Inoltre la misura si può effettuare a temperatura ambiente.
La concentrazione più bassa testata con questo sensore è di 0.1 ppm di NO2. E’ interessante utilizzare questo sensore per rivelazione di gas in ambienti esplosivi.


Fotoluminescenza di nanofili di ZnO acquisita in aria sintetica, in NO2 (12 ppm) e di nuovo in aria sintetica. La presenza di NO2 fa diminuire la fotoluminescenza del materiale in modo reversibile.

Risposta dinamica del sensore ottico ad impulsi di NO2 in aria sintetica (0.1 ppm- 2ppm). La grandezza monitorata è l'area sottesa dalla fotoluminescenza in Figura 1
Personale INO:

Dipendenti: Baratto Camilla, Ponzoni Andrea

Ricercatori Associati: Comini Elisabetta, Faglia Guido Pietro, Rigoni Federica

Assegnisti/Dottorandi/Borsisti: Bontempi Nicolò

UOS/Laboratorio INO:
Sezione INO di Brescia "Sensor Lab" (Sensor Laboratory)

INO Group/Research Team: Sensor Lab Brescia

Applicant Areas: Sicurezza, Metrologia & Sensori

Finanziamento da Progetti:
- Title: Cyber-Sort (Acronym: Cyber-Sort)
- Title: Future Home for Future Communities (Acronym: FHfFC)
- Title: NANEOS: Multi-Sensor System for Rapid Detection of Hazardous Agents  (Acronym: NANEOS)
- Title: Sniffer for concealed people discovery (Acronym: SNOOPY)
Principali Prodotti della Ricerca associati:
1) p-Type copper aluminum oxide thin films for gas-sensing applications su Sensors And Actuators. B, Chemical (print) (2015) di Baratto C., Kumar R., Faglia G. P., Vojisavljevic K., Malic B. (Articolo su Rivista JCR/ISI)
2) Optical gas sensor based on ZnO nanowires and surface modification by plasma etching presentato a: Fotonica 2014 (2014) di Baratto C., Comini E., Ferroni M., Faglia G., Sberveglieri G. (Abstract/Poster/Presentazione in congresso)
3) Metal oxide nanowire chemical and biochemical sensors su Journal Of Materials Research (2013) di Comini E., Baratto C., Faglia G., Ferroni M., Ponzoni A., Zappa, D., Sberveglieri G. (Articolo su Rivista JCR/ISI)
Altri Prodotti della Ricerca associati: 2

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