O objetivo sintético do presente trabalho é a síntese, caracterização e aplicação do polímero conjugado inédito de baixa Egap, poli(9,9-n-dioctil-2,7-fluorenilenovinilenoalt- 4,7-dibenzotiadiazol-2,5-tiofeno) (PF-BTB). A rota sintética proposta envolve 10 passos, dentre os quais destacam-se reações como a de Wittig e acoplamentos de paládio (Stille e Heck). A caracterização da molécula envolveu as técnicas de RMN de 1H, espectroscopias de infravermelho, UV-VIS e fluorescência, voltametria cíclica, análises térmicas (TGA e DSC) e cromatografia por permeação em gel. A primeira aplicação do polímero se deu na construção de um nariz eletrônico capaz de identificar com ótima precisão três variedades de tabaco (Burley, Flue Cured e Oriental), além de oito diferentes marcas comerciais de cigarro. Esses estudos, além da aplicação prática, serviram para mostrar a eficiência de um tipo novo de sensor para narizes eletrônicos, composto por um mesmo polímero condutor dopado com diferentes porfirinas, denominado sensor híbrido. Por fim, filmes finos do polímero PF-BTB, depositados sobre eletrodos de ouro, tiveram suas propriedades magnetorresistivas testadas em diferentes condições, apresentando valores maiores que 40%, o que é considerado muito alto para esse tipo de fenômeno em filmes poliméricos. / The aim of this work is the synthesis, characterization and application of a novel low Egap conjugated polymer, poly(9,9-n-octyl-2,7-fluorenevinylene-alt-4,7- benzothiadiazole-2,5-thiophene) (PF-BTB). The synthetic pathway comprises 10 steps, involving reaction such as Wittig\'s and palladium cross-couplings (Heck\'s and Stille\'s). The molecule was characterized by the following techniques: 1H NMR, spectroscopic analyses (FTIR, UV-VIS and fluorescence spectroscopy), cyclic voltammetry, thermal analyses (TGA and DSC) and gel permeation chromatography. The polymer was first used to build an electronic nose, which successfully identified three tobacco types (Burley, Flue Cured and Oriental) with high accuracy. The same system could also identify eight different cigarette brands. Besides this practical application, the experiments were designed to show the power of a new sensor type, composed by a single conductive polymer doped with different porphyrins, a composite sensor. Finally, thin films of PF-BTB deposited onto gold electrodes had their magnetoresistive properties tested under different conditions. The material showed magnetoresistance values higher than 40%, which is considered outstanding for this kind of polymeric films.

O presente trabalho envolve a síntese e caracterização de um polímero da família dos poli(p-fenilenovinileno)s (PPV), aplicável em camadas ativas de dispositivos como narizes eletrônicos, muito utilizados em várias áreas, como medicina, meio ambiente e indústria alimentícia. O trabalho visou também ao desenvolvimento de um nariz eletrônico, abrangendo o processo de preparação, o que incluiu a confecção dos eletrodos dos sensores de gases, o estudo referente ao equipamento de aquisição de dados e à comunicação com o microcomputador. Visou-se à otimização do equipamento que já vem sendo utilizado em medidas para várias detecções, estudando-se fatores como frequência da corrente alternada empregada, forma de onda (senoidal, quadrada e triangular), temperatura da amostra e distância entre os dígitos nos eletrodos. Verificou-se a possibilidade da utilização de nariz eletrônico na área de alimentos, estudando-se a identificação de méis de abelha de floradas diferentes e a detecção de fungos em laranjas pós-colheita. / The present thesis involves the synthesis and characterization of a polymer of the poly(p-phenylenevinylene) (PPV) family, applicable as active layer of devices such as gas sensors and electronic noses, which are instruments widely used in several areas, including medicine, environmental sciences and food industry. This work also aimed the full development of an electronic nose, from the making of the electrodes and sensors to the study of the data acquisition and its communication with a personal computer. In order to optimize the equipment, the influence of several factors such as frequency of the applied alternating current, its waveform (sine, square and triangle), temperature of the sample, and spacing between the digits of the electrodes were investigated. Finally, the equipment was used for the identification of honeys from different blossoms and for the detection of fungi in post-harvest oranges.

O objetivo sintético do presente trabalho é a síntese, caracterização e aplicação do polímero conjugado inédito de baixa Egap, poli(9,9-n-dioctil-2,7-fluorenilenovinilenoalt- 4,7-dibenzotiadiazol-2,5-tiofeno) (PF-BTB). A rota sintética proposta envolve 10 passos, dentre os quais destacam-se reações como a de Wittig e acoplamentos de paládio (Stille e Heck). A caracterização da molécula envolveu as técnicas de RMN de 1H, espectroscopias de infravermelho, UV-VIS e fluorescência, voltametria cíclica, análises térmicas (TGA e DSC) e cromatografia por permeação em gel. A primeira aplicação do polímero se deu na construção de um nariz eletrônico capaz de identificar com ótima precisão três variedades de tabaco (Burley, Flue Cured e Oriental), além de oito diferentes marcas comerciais de cigarro. Esses estudos, além da aplicação prática, serviram para mostrar a eficiência de um tipo novo de sensor para narizes eletrônicos, composto por um mesmo polímero condutor dopado com diferentes porfirinas, denominado sensor híbrido. Por fim, filmes finos do polímero PF-BTB, depositados sobre eletrodos de ouro, tiveram suas propriedades magnetorresistivas testadas em diferentes condições, apresentando valores maiores que 40%, o que é considerado muito alto para esse tipo de fenômeno em filmes poliméricos. / The aim of this work is the synthesis, characterization and application of a novel low Egap conjugated polymer, poly(9,9-n-octyl-2,7-fluorenevinylene-alt-4,7- benzothiadiazole-2,5-thiophene) (PF-BTB). The synthetic pathway comprises 10 steps, involving reaction such as Wittig\'s and palladium cross-couplings (Heck\'s and Stille\'s). The molecule was characterized by the following techniques: 1H NMR, spectroscopic analyses (FTIR, UV-VIS and fluorescence spectroscopy), cyclic voltammetry, thermal analyses (TGA and DSC) and gel permeation chromatography. The polymer was first used to build an electronic nose, which successfully identified three tobacco types (Burley, Flue Cured and Oriental) with high accuracy. The same system could also identify eight different cigarette brands. Besides this practical application, the experiments were designed to show the power of a new sensor type, composed by a single conductive polymer doped with different porphyrins, a composite sensor. Finally, thin films of PF-BTB deposited onto gold electrodes had their magnetoresistive properties tested under different conditions. The material showed magnetoresistance values higher than 40%, which is considered outstanding for this kind of polymeric films.

Esta Tese de doutorado teve por objetivo aumentar a compreensão dos aspectos sinérgicos na corrosão de bens culturais feitos com chumbo (Pb) e avaliar a agressividade ambiental sobre bens culturais em igrejas e museus brasileiros para a proposição de estratégias de conservação. Neste contexto, foram investigados, em microambientes simulados, os efeitos sinérgicos entre formaldeído e ácido acético, ácido fórmico ou dióxido de carbono na corrosão de Pb; foi feita a síntese e caracterização de diferentes formiatos gerados nos processos de corrosão de Pb por formaldeído ou ácido fórmico; foi avaliada a agressividade ambiental sobre bens culturais da Igreja de São Francisco (São Paulo, ambiente urbano industrial), da Igreja dos Freis Carmelitas (Santos, ambiente urbano industrial costeiro), do Museu de Arte Contemporânea da USP (MAC, São Paulo, reserva técnica da nova sede) e do Museu de Arqueologia e Etnologia da USP (MAE, São Paulo, reserva técnica), através de cupons metálicos (chumbo e cobre) expostos nos ambientes interno e externo dessas instituições e através do uso de monitores miniaturizados; foi feita a otimização destes monitores e, finalmente, foi considerado o desenvolvimento de um nariz eletrônico (EN) baseado em microbalanças de quartzo (QCMs) para o uso em conservação preventiva. Nestas investigações microscopia Raman foi a principal técnica empregada, sendo que as demais foram FTIR-ATR, µ-FTIR-ATR, µ-FTIR, nano-FTIR (SINS), s-SNOM, AFM, SEM, SEM-EDX, XRD e SR-XRD. Os resultados apontaram para a necessidade de individualização dos objetos artísticos tanto para a proposição de estratégias de conservação quanto para o entendimento de sua reatividade, mostraram a agressividade ambiental de todas as instituições investigadas, indicaram a potencialidade de ENs em conservação preventiva e demonstraram a utilidade de técnicas de alta resolução lateral, como nano-FTIR, em investigações de corrosão metálica. Mais especificamente, as investigações de sinergia entre poluentes aumentaram o entendimento da reatividade de Pb e permitiram a proposição de esquemas mais completos de sua reatividade, levando a discussões acerca da conservação desses bens. A agressividade química ambiental das igrejas e museus a bens culturais foi inferida pela caracterização de cupons metálicos expostos em seus interiores e exteriores, enquanto que a agressividade relacionada a fatores físicos, como temperatura e umidade relativa, foi inferida através do uso de monitores miniaturizados expostos somente nas igrejas. Com esse monitoramento, estratégias de conservação foram propostas. Para a devida caracterização dos cupons metálicos, expostos nas igrejas e museus ou nos microambientes simulados, a síntese e a caracterização de diferentes formiatos de Pb foi essencial. Por fim, visando melhorar o desempenho dos monitores miniaturizados e ampliar sua aplicabilidade (com seu futuro uso como EN), um novo dispositivo foi construído e um estágio na Universidade de Aveiro, em Portugal, foi realizado para o desenvolvimento de um EN baseado em QCMs. / The objective of this doctoral thesis was to increase the understanding of synergistic aspects in the corrosion of cultural objects made with lead (Pb) and to assess the environmental aggressiveness on cultural objects of Brazilian churches and museums in order to propose conservation strategies. In this context, in simulated micro-environments, the synergistic effects between formaldehyde and acetic acid, formic acid or carbon dioxide in Pb corrosion were investigated; the syntheses and characterization of different formates generated by formaldehyde or formic acid in Pb corrosion processes was conducted; the environmental aggressiveness on cultural objects of the church of São Francisco (São Paulo, urban industrial environment), of the church of the Carmelite Friars (Santos, urban industrial littoral environment), of the Museum of Contemporary Art of the USP (MAC, São Paulo, new site) and of the Museum of Archaeology and Ethnology of the USP (MAE, São Paulo) was assessed exposing metal coupons (lead and copper) in their internal and external environments and using miniaturized monitors; these monitors were optimized and finally, the development of an \'electronic nose\' (EN) based on quartz crystal microbalances (QCMs) was considered for preventive conservation. In these investigations the principal technique employed was Raman microscopy, and FTIR-ATR, µ-FTIR-ATR, µ-FTIR, nano-FTIR (SINS), s-SNOM, AFM, SEM, SEM-EDX, XRD and SR-XRD were also used. The results pointed out to the necessity of individualization of the artistic objects when investigating their reactivity or when proposing conservation strategies, showed the environmental aggressiveness of all the investigated institutions, indicated the potential of ENs in preventive conservation and demonstrated the utility of techniques of high lateral resolution such as nano-FTIR for the investigation of metal corrosion. More specifically, the investigations of synergistic effects between gaseous pollutants increased the understanding of Pb reactivity and allowed to propose more completed schemes of its reactivity, which allowed discussions on the conservation of these objects. The aggressiveness related to the environmental chemical composition of the churches and museums was inferred through the characterization of metal coupons exposed in their indoor and outdoor environments, whilst the aggressiveness related to physical factors such as temperature and relative humidity was inferred through the use of miniaturized monitors exposed only in the churches. With this monitoring, conservation strategies were proposed. For the well characterization of the metal coupons, exposed in the churches and museums or in simulated microenvironments, the syntheses and characterization of different Pb formates were essential. Finally, aiming at still improving the performance of the miniaturized monitors and increasing their applicability (in their future use as EN), a new device was constructed, and an internship was considered in the University of Aveiro, Portugal, for the development of an EN based on QCMs.

O desenvolvimento de sensores em sistemas para controle ambiental tem-se mostrado uma área de elevado interesse científico e técnico. Os principais desafios nesta área estão relacionados ao desenvolvimento de sensores com capacidade de detecção de várias substâncias. Neste contexto, os capacitores MOS apresentam-se como dispositivos versáteis para a geração de imagens químicas com potencial de detecção e classificação de diferentes substâncias a partir de apenas um único sensor. No presente trabalho, foi proposto um sensor MOS com um perfil geométrico de porta em forma de cata-vento composta por Pd, Au e Pt. A resposta do sensor mostrou ter alta sensibilidade a moléculas ricas em átomos de H, como os gases H2 e NH3. As medidas de capacitância mostraram que o sensor tem uma resposta não linear para H2 e NH3 obedecendo à lei da isoterma de Langmuir. O sensor MOS mostrou-se eficiente na geração de imagens químicas através da técnica de escaneamento por luz pulsada. As imagens químicas correspondentes aos gases H2 e NH3 mostraram diferentes padrões quando o N2 foi utilizado como gás transportador. A diferença entre os padrões aconteceu principalmente devido ao perfil geométrico da porta metálica. A sensibilidade do sensor mostrou dependência com o potencial de polarização. Nas medidas de capacitância, a maior sensibilidade foi observada para potenciais próximos da tensão de banda plana. Já para as imagens químicas, a maior sensibilidade foi observada para potenciais inteiramente na região de depleção. A sensibilidade do sensor também se mostrou dependente do gás transporta- dor. O sensor mostrou ser mais sensível com N2 como gás transportador do que com ar seco. No entanto, o processo de dessorção dos íons H+ resultou ser mais eficiente em ar seco. Os resultados obtidos no presente trabalho sugerem a possibilidade de fabricação de um nariz optoeletrônico utilizando apenas um único sensor MOS. / The development of sensors and systems for environmental control has been shown to be an area of high scientific and technical interest. The main challenges in this area are related to the development of sensors capable of detecting many different substances. In this context, the MOS devices present themselves as versatile devices for chemical imaging with potential for detection and classification of different substances only using one single sensor. In the present work, was proposed a MOS sensor with a wing-vane geometric profile of its gate constituted of Pd, Au and Pt metals. The sensor\'s response showed to have high sensitivity to molecules rich on H atoms, such as H2 and NH3 gases. Capacitance measurements showed that the sensor has a nonlinear response for H2 and NH3 obeying the Langmuir isotherm law. The MOS sensor proved to be efficient in Chemical Imaging generation through the scanned light pulse technique. The chemical images of the H2 and NH3 gases showed different patterns when the N2 was used as carrier gas. The different patterns responses happened mainly due to geometric profile of the metallic gate. The sensor sensitivity showed dependence on the bias potential. In the capacitance measures, greater sensitivity was observed for potential near the flat-band voltage. In the chemical images, the greater sensitivity was observed for bias potential within depletion region. The sensor sensitivity was also dependent on the carrier gas. The sensor showed to be more sensitive with N2 as carrier gas than to dry air. However the desorption process of H+ have been more efficient in dry air. The results obtained in the present work suggest the possibility of manufacturing an optoelectronic nose using only a single MOS sensor.

O desenvolvimento de sensores em sistemas para controle ambiental tem-se mostrado uma área de elevado interesse científico e técnico. Os principais desafios nesta área estão relacionados ao desenvolvimento de sensores com capacidade de detecção de várias substâncias. Neste contexto, os capacitores MOS apresentam-se como dispositivos versáteis para a geração de imagens químicas com potencial de detecção e classificação de diferentes substâncias a partir de apenas um único sensor. No presente trabalho, foi proposto um sensor MOS com um perfil geométrico de porta em forma de cata-vento composta por Pd, Au e Pt. A resposta do sensor mostrou ter alta sensibilidade a moléculas ricas em átomos de H, como os gases H2 e NH3. As medidas de capacitância mostraram que o sensor tem uma resposta não linear para H2 e NH3 obedecendo à lei da isoterma de Langmuir. O sensor MOS mostrou-se eficiente na geração de imagens químicas através da técnica de escaneamento por luz pulsada. As imagens químicas correspondentes aos gases H2 e NH3 mostraram diferentes padrões quando o N2 foi utilizado como gás transportador. A diferença entre os padrões aconteceu principalmente devido ao perfil geométrico da porta metálica. A sensibilidade do sensor mostrou dependência com o potencial de polarização. Nas medidas de capacitância, a maior sensibilidade foi observada para potenciais próximos da tensão de banda plana. Já para as imagens químicas, a maior sensibilidade foi observada para potenciais inteiramente na região de depleção. A sensibilidade do sensor também se mostrou dependente do gás transporta- dor. O sensor mostrou ser mais sensível com N2 como gás transportador do que com ar seco. No entanto, o processo de dessorção dos íons H+ resultou ser mais eficiente em ar seco. Os resultados obtidos no presente trabalho sugerem a possibilidade de fabricação de um nariz optoeletrônico utilizando apenas um único sensor MOS. / The development of sensors and systems for environmental control has been shown to be an area of high scientific and technical interest. The main challenges in this area are related to the development of sensors capable of detecting many different substances. In this context, the MOS devices present themselves as versatile devices for chemical imaging with potential for detection and classification of different substances only using one single sensor. In the present work, was proposed a MOS sensor with a wing-vane geometric profile of its gate constituted of Pd, Au and Pt metals. The sensor\'s response showed to have high sensitivity to molecules rich on H atoms, such as H2 and NH3 gases. Capacitance measurements showed that the sensor has a nonlinear response for H2 and NH3 obeying the Langmuir isotherm law. The MOS sensor proved to be efficient in Chemical Imaging generation through the scanned light pulse technique. The chemical images of the H2 and NH3 gases showed different patterns when the N2 was used as carrier gas. The different patterns responses happened mainly due to geometric profile of the metallic gate. The sensor sensitivity showed dependence on the bias potential. In the capacitance measures, greater sensitivity was observed for potential near the flat-band voltage. In the chemical images, the greater sensitivity was observed for bias potential within depletion region. The sensor sensitivity was also dependent on the carrier gas. The sensor showed to be more sensitive with N2 as carrier gas than to dry air. However the desorption process of H+ have been more efficient in dry air. The results obtained in the present work suggest the possibility of manufacturing an optoelectronic nose using only a single MOS sensor.

Esta Tese de doutorado teve por objetivo aumentar a compreensão dos aspectos sinérgicos na corrosão de bens culturais feitos com chumbo (Pb) e avaliar a agressividade ambiental sobre bens culturais em igrejas e museus brasileiros para a proposição de estratégias de conservação. Neste contexto, foram investigados, em microambientes simulados, os efeitos sinérgicos entre formaldeído e ácido acético, ácido fórmico ou dióxido de carbono na corrosão de Pb; foi feita a síntese e caracterização de diferentes formiatos gerados nos processos de corrosão de Pb por formaldeído ou ácido fórmico; foi avaliada a agressividade ambiental sobre bens culturais da Igreja de São Francisco (São Paulo, ambiente urbano industrial), da Igreja dos Freis Carmelitas (Santos, ambiente urbano industrial costeiro), do Museu de Arte Contemporânea da USP (MAC, São Paulo, reserva técnica da nova sede) e do Museu de Arqueologia e Etnologia da USP (MAE, São Paulo, reserva técnica), através de cupons metálicos (chumbo e cobre) expostos nos ambientes interno e externo dessas instituições e através do uso de monitores miniaturizados; foi feita a otimização destes monitores e, finalmente, foi considerado o desenvolvimento de um nariz eletrônico (EN) baseado em microbalanças de quartzo (QCMs) para o uso em conservação preventiva. Nestas investigações microscopia Raman foi a principal técnica empregada, sendo que as demais foram FTIR-ATR, µ-FTIR-ATR, µ-FTIR, nano-FTIR (SINS), s-SNOM, AFM, SEM, SEM-EDX, XRD e SR-XRD. Os resultados apontaram para a necessidade de individualização dos objetos artísticos tanto para a proposição de estratégias de conservação quanto para o entendimento de sua reatividade, mostraram a agressividade ambiental de todas as instituições investigadas, indicaram a potencialidade de ENs em conservação preventiva e demonstraram a utilidade de técnicas de alta resolução lateral, como nano-FTIR, em investigações de corrosão metálica. Mais especificamente, as investigações de sinergia entre poluentes aumentaram o entendimento da reatividade de Pb e permitiram a proposição de esquemas mais completos de sua reatividade, levando a discussões acerca da conservação desses bens. A agressividade química ambiental das igrejas e museus a bens culturais foi inferida pela caracterização de cupons metálicos expostos em seus interiores e exteriores, enquanto que a agressividade relacionada a fatores físicos, como temperatura e umidade relativa, foi inferida através do uso de monitores miniaturizados expostos somente nas igrejas. Com esse monitoramento, estratégias de conservação foram propostas. Para a devida caracterização dos cupons metálicos, expostos nas igrejas e museus ou nos microambientes simulados, a síntese e a caracterização de diferentes formiatos de Pb foi essencial. Por fim, visando melhorar o desempenho dos monitores miniaturizados e ampliar sua aplicabilidade (com seu futuro uso como EN), um novo dispositivo foi construído e um estágio na Universidade de Aveiro, em Portugal, foi realizado para o desenvolvimento de um EN baseado em QCMs. / The objective of this doctoral thesis was to increase the understanding of synergistic aspects in the corrosion of cultural objects made with lead (Pb) and to assess the environmental aggressiveness on cultural objects of Brazilian churches and museums in order to propose conservation strategies. In this context, in simulated micro-environments, the synergistic effects between formaldehyde and acetic acid, formic acid or carbon dioxide in Pb corrosion were investigated; the syntheses and characterization of different formates generated by formaldehyde or formic acid in Pb corrosion processes was conducted; the environmental aggressiveness on cultural objects of the church of São Francisco (São Paulo, urban industrial environment), of the church of the Carmelite Friars (Santos, urban industrial littoral environment), of the Museum of Contemporary Art of the USP (MAC, São Paulo, new site) and of the Museum of Archaeology and Ethnology of the USP (MAE, São Paulo) was assessed exposing metal coupons (lead and copper) in their internal and external environments and using miniaturized monitors; these monitors were optimized and finally, the development of an \'electronic nose\' (EN) based on quartz crystal microbalances (QCMs) was considered for preventive conservation. In these investigations the principal technique employed was Raman microscopy, and FTIR-ATR, µ-FTIR-ATR, µ-FTIR, nano-FTIR (SINS), s-SNOM, AFM, SEM, SEM-EDX, XRD and SR-XRD were also used. The results pointed out to the necessity of individualization of the artistic objects when investigating their reactivity or when proposing conservation strategies, showed the environmental aggressiveness of all the investigated institutions, indicated the potential of ENs in preventive conservation and demonstrated the utility of techniques of high lateral resolution such as nano-FTIR for the investigation of metal corrosion. More specifically, the investigations of synergistic effects between gaseous pollutants increased the understanding of Pb reactivity and allowed to propose more completed schemes of its reactivity, which allowed discussions on the conservation of these objects. The aggressiveness related to the environmental chemical composition of the churches and museums was inferred through the characterization of metal coupons exposed in their indoor and outdoor environments, whilst the aggressiveness related to physical factors such as temperature and relative humidity was inferred through the use of miniaturized monitors exposed only in the churches. With this monitoring, conservation strategies were proposed. For the well characterization of the metal coupons, exposed in the churches and museums or in simulated microenvironments, the syntheses and characterization of different Pb formates were essential. Finally, aiming at still improving the performance of the miniaturized monitors and increasing their applicability (in their future use as EN), a new device was constructed, and an internship was considered in the University of Aveiro, Portugal, for the development of an EN based on QCMs.

O objetivo do presente trabalho é o desenvolvimento de um dispositivo MOS como sensor de imagem química para a detecção e classificação de gases de hidrogênio e amônia através da técnica de escaneamento de luz pulsada (TELP). O dispositivo MOS foi fabricado sobre substrato de silício (100) e resistividade de 10 -cm. A porta do dispositivo foi constituída de um eletrodo bimetálico de Au-Pd com espessura nanométrica. Foi proposto um sistema automático de posicionamento X Y para o escaneamento do feixe de luz pulsada baseado no controle PID e no software Labview®. O processo de aquisição de dados foi também automatizado via instrumentação virtual definida pelo software Labview®. A partir das curvas CxV dos capacitores MOS foram extraídos os parâmetros estruturais dos dispositivos mostrando-se estes valores concordantes com os valores definidos no projeto inicial. Adicionalmente foi determinada a largura máxima da camada de depleção sendo este parâmetro importante na sensibilidade da resposta do sensor. O dispositivo MOS em ambiente inerte (N2) apresentou máxima sensibilidade de fotocorrente para polarização de 0,6 V correspondente à máxima largura de depleção. Em ambientes de H2 e NH3, o máximo de sensibilidade foi deslocado para tensões menores a 0,6 V atribuindo-se este fato à adsorção de átomos de Hidrogênio na interface metal/SiO2. As imagens químicas obtidas a partir da resposta do sensor MOS em modo de operação TELP para ambientes de H2 e NH3, respectivamente, apresentaram padrões característicos a cada tipo de gás independentemente da concentração utilizada permitindo a classificação plena destes gases. Os resultados obtidos no presente trabalho sugerem a possibilidade de implementação de um sistema de nariz eletrônico apenas utilizando um único sensor. / The aim of the present work is the development of a MOS device as a sensor of chemical image, for the detection and classification of hydrogen and ammonia gases, through the Scanning Light Pulse Technique (SLPT). The MOS device was fabricated onto silicon bulk (100) and resistivity of 10 -cm. The gate of the device was built from an Au-Pd bimetallic electrode, with nanometric thickness. It was proposed an X Y automatic position system for scanning the light pulsed beam, based on the PID control and on the Labview® software. The data acquisition process was also automated via virtual instrumentation defined by the Labview® software. From the C x V characteristic curves of the MOS capacitors, the device structural parameters were extracted, showing accordance with values defined in the initial project. Furthermore, it was determined the maximum depletion layer width. This parameter is important for the sensibility response of the sensor. The MOS device, in inert environment (N2), has shown photocurrent maximum sensibility for 0,6 V polarization, corresponding to the maximum depletion layer width. In H2 and NH3 environments, the maximum sensibility was dislocated for voltages lower than 0,6V, attributing it to the hydrogen atom adsorption at the metal/SiO2 interface. The chemical images obtained from the MOS sensor response, in SLPT operation mode for H2 and NH3 environments, respectively, showed characteristic patterns to each kind of gas, independent of the concentration used, allowing the complete classification of these gases. The results obtained in the present work suggest the possibility of implementing an electronic nose system, using only one sensor.

O objetivo do presente trabalho é o desenvolvimento de um dispositivo MOS como sensor de imagem química para a detecção e classificação de gases de hidrogênio e amônia através da técnica de escaneamento de luz pulsada (TELP). O dispositivo MOS foi fabricado sobre substrato de silício (100) e resistividade de 10 -cm. A porta do dispositivo foi constituída de um eletrodo bimetálico de Au-Pd com espessura nanométrica. Foi proposto um sistema automático de posicionamento X Y para o escaneamento do feixe de luz pulsada baseado no controle PID e no software Labview®. O processo de aquisição de dados foi também automatizado via instrumentação virtual definida pelo software Labview®. A partir das curvas CxV dos capacitores MOS foram extraídos os parâmetros estruturais dos dispositivos mostrando-se estes valores concordantes com os valores definidos no projeto inicial. Adicionalmente foi determinada a largura máxima da camada de depleção sendo este parâmetro importante na sensibilidade da resposta do sensor. O dispositivo MOS em ambiente inerte (N2) apresentou máxima sensibilidade de fotocorrente para polarização de 0,6 V correspondente à máxima largura de depleção. Em ambientes de H2 e NH3, o máximo de sensibilidade foi deslocado para tensões menores a 0,6 V atribuindo-se este fato à adsorção de átomos de Hidrogênio na interface metal/SiO2. As imagens químicas obtidas a partir da resposta do sensor MOS em modo de operação TELP para ambientes de H2 e NH3, respectivamente, apresentaram padrões característicos a cada tipo de gás independentemente da concentração utilizada permitindo a classificação plena destes gases. Os resultados obtidos no presente trabalho sugerem a possibilidade de implementação de um sistema de nariz eletrônico apenas utilizando um único sensor. / The aim of the present work is the development of a MOS device as a sensor of chemical image, for the detection and classification of hydrogen and ammonia gases, through the Scanning Light Pulse Technique (SLPT). The MOS device was fabricated onto silicon bulk (100) and resistivity of 10 -cm. The gate of the device was built from an Au-Pd bimetallic electrode, with nanometric thickness. It was proposed an X Y automatic position system for scanning the light pulsed beam, based on the PID control and on the Labview® software. The data acquisition process was also automated via virtual instrumentation defined by the Labview® software. From the C x V characteristic curves of the MOS capacitors, the device structural parameters were extracted, showing accordance with values defined in the initial project. Furthermore, it was determined the maximum depletion layer width. This parameter is important for the sensibility response of the sensor. The MOS device, in inert environment (N2), has shown photocurrent maximum sensibility for 0,6 V polarization, corresponding to the maximum depletion layer width. In H2 and NH3 environments, the maximum sensibility was dislocated for voltages lower than 0,6V, attributing it to the hydrogen atom adsorption at the metal/SiO2 interface. The chemical images obtained from the MOS sensor response, in SLPT operation mode for H2 and NH3 environments, respectively, showed characteristic patterns to each kind of gas, independent of the concentration used, allowing the complete classification of these gases. The results obtained in the present work suggest the possibility of implementing an electronic nose system, using only one sensor.

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