• metal-assisted chemical etching
• sensing
• silicio poroso

L’aria che respiriamo è composta dal 78,09% di azoto e dal 20,94% di ossigeno in volume. Il rimanente 0,97% è costituito da vari gas quali anidride carbonica, elio, argon, krypton, ossido di azotoe altre piccole quantità di diversi gas organici e inorganici la cui concentrazione nell’atmosfera può cambiare in relazione al tempo e al luogo di analisi. La parte di queste sostanze che interagisce con l’ambiente, causando tossicità, malattie e degrado ambientale è detta inquinante.
Nasce, quindi, l’esigenza di realizzare un dispositivo che permetta di individuare la presenza di questi gas nocivi. I sensori di gas a stato solido costituiscono una valida soluzione per la rilevazione e il monitoraggio in continua, in tempo reale e per lunghi periodi di tempo, di una qualunque specie gassosa. Essi, sfruttando i processi chimico-fisici che regolano l’interazione fra il gas da rilevare e la superficie del dispositivo stesso, forniscono un segnale elettrico che dipende direttamente dalla concentrazione del gas presente nell’ambiente sotto misura.
Gli ambiti di applicazione possono essere molteplici, per esempio il controllo dei vari processi industriali, chimici e biochimici, oppure la salvaguardia della qualità dell’aria nelle abitazioni, negli ospedali e negli ambienti sterili, fino al monitoraggio dell’inquinamento atmosferico.
Il lavoro di tesi sviluppato non è, quindi, esclusivamente alimentato dalla comune curiosità scientifica, che, peraltro, trova pieno appagamento grazie alle difficili e alquanto interessanti sfide che presenta, ma anche e, soprattutto, dai numerosi vantaggi che i dispositivi di rilevazione di gas basati sulla tecnologia dei sensori a stato solido offrono nel campo del controllo della qualità dell’aria rispetto ai sistemi tradizionali.
Nello specifico, il lavoro proposto in questo elaborato s’inquadra all’interno di una ricerca svolta presso il Laboratorio di Tecnologie Microelettroniche e Microsistemi nel Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione di Pisa e mira a rendere sensibile al monossido di carbonio un dispositivo JFET inserendo, tra il drain e il source, un materiale mesostrutturato composto da silicio e oro, ottenuto attraverso una nuova tecnica di fabbricazione chiamata metal-assisted chemical etching.