Caracterización física y
estudio de la respuesta
eléctrica a diferentes gases
del tungstato estannoso

RESUMEN

Los polvos de las fases ay bdel tunsgato estannoso se obtuvieron a partir de la fusión de una mezcla equimolar del Sn0 y W0₃ en una atmósfera inerte (Ar) y en ampollas selladas al vacío. Los polvos fueron caracterizados estructuralmente mediante las técnicas de Difracción de Rayos X y Espectroscopía Mössbauer de Transmisión. Los resultados de Mössbauer muestran que el estaño está presente en la forma divalente, Sn ²⁺ , en ambas fases del tungstato estannoso. Los dobletes de las fases a y b muestran una asimetría debido al efecto de Goldanskii-Karyagin. Se imprimió rectángulos de 5 x 8 MM 2 de 30 m m de espesor de SnW0₄ sobre substratos de alúmina con calentador de Pt y contactos de Au previamente impresos. Las propiedades como sensor de gas del SnW0₄ fueron medidas a diferentes temperaturas entre temperatura ambiente y 500ºC cuando se expusieron a diferentes concentraciones de gases como el H₂S, H₂ , CO, CH₄ y S0₂ en aire sintético. La película gruesa del a -SnW04 obtenida del polvo en la ampolia sellada al vacío tiene una mejor respuesta a  gases respecto a la que se obtuvo en atmósfera de Argón. La temperatura desinterizado de las películas tiene efecto en la respuesta a gases, se encontró que
la temperatura óptima de sinterizado es 550ºC. El a -SnW0₄ es muy sensible y selectivo a bajas concentraciones de H₂S en aire sintético a 300 ºC. La fase metaestable bno es de interés práctico debido a su baja conductancia debajo de 400ºC.
 
 

Introducción

                    Mejorar los métodos para la medición y control de los gases que se emanan o utilizan en muchas actividades industriales y domésticas Puede mejorar significativamente el proceso empleado. Esto conlleva a una mejor calidad de vida incluyendo la salubridad y seguridad en la industria, así como en el ambiente doméstico, y mayor cuidado por el medio ambiente. Existen dos técnicas de detección. La primera utiliza la instrumentación química donde la muestra del gas se lleva a través de un tubo hacia el equipo de análisis. La detección está basada en la cromatografía de gases, espectroscopías de emisión de flama, infrarroja o ultravioleta y de masas, etc. Para eso se requiere de un complejo y costoso equipo, además de operadores capacitados para conducir el análisis. La otra técnica utiliza sensores de gas que consiste de un semiconductor entre dos electrodos de metal por medio de los cuales se mide la conductancia a una determinada temperatura y humedad constante, la que varía si la composición del medio que lo rodea cambia [1, 2, 3] . El uso de, sensores de estado sólido está incrementando rápidamente. Se espera que la importancia de estos sensores de gas se incremente en el futuro inmediato debido a su sencillo funcionamiento, reducido tamaño, bajo costo, y compatibilidad microelectrónica. Existen potenciales usos para estos sensores, algunos de los cuales se muestran en la tabla 1 [4] . Debido a las características asociados con estos sensores ya han sido utilizados en algunos de ellos, tales como en seguridad, amenidad y control de procesos.
 
 

Tabla 1 Potenciales usos de los sensores químicos

1. Oxidación / reducción de un semiconductor. Los gases participan en una reacción de defecto que altera la estequiometría de la superficie o del sólido. Donde el estado electrónico nativo donador dominante es un defecto estequiométrico, entonces la concentración del gas se refleja en la estructura electrónica y concentración de portadores de carga del material.
 
 

2. Intercambio iónico. Como resultado del intercambio iónico se forma una capa superficial, la cual tiene una diferente estructura electrónica y conductividad respecto del material base.
 
 

3. Adsorción de gas directa. Una molécula de gas es adsorbida a la superficie del material y actúa como un centro que atrapa o dona electrones a la banda de conducción. Un agente oxidante (por ejemplo el oxígeno) extrae uno o dos electrones del semiconductor.
 
 

4. Reacciones superficiales con las especies adsorbidas. Un gas, usualmente oxígeno, es adsorbido a la superficie del material, atrapando electrones de la banda de conducción. Un agente reductor produce una reacción con los estados superficiales asociados con el oxígeno pre-adsorbido y uno o dos electrones son donados al semiconductor.
 
 

                Existen evidencias experimentales que cualquiera de los mecanismos puede prevalecer o al menos estar presente una combinación de ellas cuando un material sensible interactúa con el gas [8] . La adsorción/desorción directa de gases y una reacción superficial con las especies adsorbidas son los mecanismos dominantes en los sensores de gas semiconductores.

                La mayor desventaja de los sensores químicos de estado sólido es su falta de estabilidad, reproducibilidad y selectividad, así como su baja sensibilidad para ciertos propósitos. Los métodos que pueden usarse para mejorar la selectividad puede generalmente dividirse en cuatro áreas [7]:

1. Control de la atmósfera que lo rodea.

2. Control de la temperatura de operación.

3. Uso de arreglos de sensores.

4. Uso de nuevos materiales.

                El primer método incluye el uso de filtros químicos y mecánicos que han dado buenos resultados en sensores comerciales [9]. El uso de cielos de temperatura entre dos valores de temperatura ha mostrado ser eficiente en reducir, por ejemplo, la sensibilidad a CH₄ cuando se desea sensar CO [10]. Un arreglo de varios sensores con diferentes sensibilidades a diferentes gases juntamente con un programa de reconocimiento puede ser usado para extraer información acerca del ambiente sujeto al análisis [11]. El cuarto método incluye el uso de nuevos materiales así como aditivos catalizadores. Solís et al. [12, 13] estudió las propiedades eléctricas de películas delgadas de a -SnW04 expuesta a CO y obtuvo un comportamiento inusual de este material. No se encontró referencias en la literatura científica acerca de las propiedades eléctricas de los polvos de la fase a - y b -SnW0₄ ante la presencia de gases. En el presente trabajo se estudió las propiedades eléctricas de este nuevo material, tungstato estannoso, cuando fue expuesta a diferentes gases.

                Oxidos binarios y ternarios representan la más importante clase de materiales sensibles a gases que operan bajo condiciones ambientales. Recientemente, se han realizado estudios con semiconductores producidos mezclando óxidos. Por ejemplo, el sistema mixto ZnO-SnO₂, el cual contiene óxidos como el ZnSnO₃ y el Zn₂SnO₄, es sensible a gases [14]. El semiconductor Cd₂Sn0₄ tiene interesantes propiedades eléctricas y ópticas. Ha sido estudiada como material anódico para celdas electroquímicas [15] y para aplicaciones en energía solar. El óxido ternario, Sn_1-X Fe_XO_y, el cual contiene estaño, ha sido estudiado para aplicaciones como sensor de gas [16]. En los óxidos mencionados el estado de valencia del estaño es Sn⁺⁴. La síntesis del SnW0₄ fue reportado en 1972 [17]. La fase a del tungstato estannoso es estable hasta 670ºC. El a -SnW04 es un semiconductor tipo n cuya estructura cristalina es ortorrómbica y tiene un color rojo oscuro. En ambas fases los átomos metálicos de Sn forman octaedros distorsionados con los oxígenos. Sin embargo a diferencia del Sn0₂ Y algunos óxidos ternarios de estaño, el Sn aparece en la forma divalente, Sn ²⁺, en la estructura del SnW0₄ [17, 18]. La fase estable a altas temperaturas, b -SnW0₄, cuya estructura cristalina es cúbica [18] tiene una estructura metaestable a temperatura ambiente.

                Se conoce muy poco acerca de los materiales que poseen estaño divalente en sus óxidos ternarios con metales de transición. El estudio de la variación de la conductancia del tungstato estannoso cuando es expuesta a la presencia de diversos gases es posible debido a que esta fase es estable hasta 670ºC, por lo cual se puede calentar hasta 400ºC en aire. La fase a no muestra una descomposición detectable o conversión a la fase b. Se han obtenido las fases a y bdel tungstato estannoso y caracterizado por Difracción de Rayos X y Espectroscopía Mössbauer de transmisión. Además se reporta las características como sensor de gas de ambas fases del SnW0₄ expuestas a gases como el CO, H₂S, H₂, CH₄ Y S0₂, a diferentes temperaturas y concentraciones de las mismas en aire sintético (0₂: 20% y H₂: 80%).
 
 

Parte experimental
 
 

                Los polvos de tungstato estannoso se obtuvieron a partir de la fusión de una mezcla equimolar de SnO Y WO₃. Para evitar que el estaño se oxide (de Sn ²⁺ a Sn⁴⁺) durante el tratamiento térmico, el proceso se llevó a cabo en una atmósfera que no contenía oxígeno. Esto se logró sellando la mezcla en una ampolla de cuarzo al vacío o utilizando una atmósfera de argón. El a -SnWO₄ se obtuvo mediante un tratamiento térmico de la mezcla en la ampolla sellada o en una atmósfera de argón a 600ºC por 15 h. La fase del tungstato estannoso se obtuvo después que la mezcla sellada en la ampolla se mantuvo a 800ºC por 15 h, después se enfrió lentamente hasta 700'C y luego se enfrió rápidamente hasta temperatura ambiente.

                Para imprimir el material sobre la alúmina se preparó una pasta mezclando 27% en peso de un vehículo orgánico (compuesto de ety1celulosa y terpineol) a 73% en peso del polvo obtenido. Los substratos utilizados son alúmina (A1₂0₃) donde en una cara se encuentra impreso los electrodos de Au y en la otra una resistencia de Pt (~10W ) que puede calentarse hasta 500ºC. El sistema se calienta aplicando un voltaje a través de ella con una fuente de poder DC. Se imprimieron películas rectangulares de 5 x 8 MM²sobre los electrodos de Au que se encuentran en los substratos de alúmina (figura l).

Figura 1. Vista superior de la película de tungstato estannoso sobre un substrato de
alúmina con electrodos de Au (izquierda) y la resistencia de Pt en el lado reverso de
la alúmina (derecha).

                Los experimentos de Mössbauer se llevó a cabo utilizando la geometría de transmisión en un espectrómetro ELCINT. Los polvos de tungstato estannoso fueron mezclados con BN para formar una masa homogénea y así poder dispersarla sobre toda el área de medición. Se hicieron pastillas de 2 mm. de espesor., El espectrómetro se operó en el modo de aceleración constante. La velocidad se calibró usando una fuente de ⁵⁷CoRh y un absorbente de fierro natural. La fuente utilizada para obtener los espectros Mössbauer fue Ca ¹¹⁹SnO₃ (2 mCi). Las medidas se realizaron a temperatura ambiente. La estructura cristalina fue determinado usando un Difractómetro de Rayos X marca Phillips modelo 1353/00 con más radiación de CuKa.

                Para las medidas eléctricas se adhirieron alambres de Pt mediante una pasta conductora de oro (ESL 8835-18) a los electrodos de Au y el calentador de Pt empresas en la alúmina. La caracterización de la respuesta a gases del tungstato estannoso se realizaron en un sistema controlado por una computadora como se muestra en la figura 2. Un gas mezclado con aire sintético fluye a través de una cámara de acero inoxidable, donde se encuentra la muestra y se puede controlar parámetros como la temperatura del material, la concentración del gas y se mide continuamente la conductancia del material. La conductancia del material fue obtenida midiendo la corriente que circula a través de los electrodos de Au cuando se aplica un voltaje constante de 1 V.
 

Figura 2. Arreglo experimental para estudiar las propiedades eléctricas de muestras
semiconductoras cuando son expuestas a diferentes gases.

Resultados y discusión

                Las figuras 3(a) y 3(b) muestran los difractogramas de rayos X de los polvos de a -SnW0₄ obtenidos en una ampolla sellada al vacío y argón, respectivamente. Se puede observar que ambos difractogramas son muy similares. El difractograma del b -SnWO₄ se puede observar en la figura 3(c). La identificación de las fases a y b del tungstato estannoso es directa porque todas las reflexiones encontradas corresponden a dichas fases.
 

Los espectros Mössbauer característicos del tungstato estannoso se muestran en la figura 4. En la tabla 2 se tienen los parámetros Mössbauer (desplazamiento isomérico (d ), desdoblamiento cuadrupolar (D E_Q), intensidad (I) y anchura de línea(G )) obtenidos ajustando los espectros que se muestran en la figura 4. Los parámetros del pequeño doblete alrededor de 0 mm/s corresponden al Sn02 [19]. Se tiene que una pequeña cantidad de dióxido de estaño está presente en los polvos obtenidos de tungstato estannoso. Un doblete asimétrico de mayor intensidad corresponden a las fases ay bde tungstato estannoso (figura 4). Los picos de este doblete tienen diferentes intensidades, la razón entre ellas se domina G-K. Los
 
 

Figura 3. Difratograma del polvo de a -SnW0₄ obtenido por la fusión en: (a) una
ampolla sellada al vacío y (b) una atmósfera de argón. (c).Difractograma del polvo de
b -SnW0₄ obtenida por la fusión y enfriamiento rápido en una ampolla sellada al vacío.

parámetros hiperfinos concuerdan muy bien con los obtenidos por Ballard y Birchall [20] para el tungstato estannoso. El ancho de línea (G ) del polvo de a -SnW0₄ obtenida por la fusión en vacío es menor respecto a la obtenida en una atmósfera de argón. Esto indica que el polvo obtenido por la fusión en la ampolla sellada al vacío fue mejor cristalizada. Debido a que el doblete del tungstato estannoso es asimétrico se realizó un experimento adicional para descartar que era un efecto de textura, se llenó un cubo (1cm³) con BN y 13 mg de Sn por cm³. Los respectivos espectros Mössbauer obtenidos colocando el cubo en las 3 direcciones (x, y, z) muestran el mismo comportamiento. Esta asimetría del doblete se debe a que el factor f para que se produzca emisión o absorción resonante sin efecto de retroceso es anisotrópica, esto se conoce como efecto Goldanskii-Karyagin [21, 22].
 

Figura 4. (a) Espectro Mössbauer a temperatura ambiente del polvo de b -SOWO₄,
obtenida por la fusión y enfriamiento rápido en una ampolla sellada al vacío.
Espectro Mössbauer a temperatura ambiente del polvo de a -SnW04 obtenido por la
fusión en: (b) una ampolla sellada al vacío y (c) una atmósfera de argón.
 

Tabla 2

Resultados del ajuste de los espectros Mössbauer. Donde el ancho de línea es G , la intensidad es I, el desplazamiento isomérico es d , el desdoblamiento cuadrupolar es D E_Q y G-K es el cociente de las intensi

dades del doblete correspondiente al tungstato estannoso.
 
 
 

Muestra	P ámetros del Sn 4+				Parámetros del Sn2+
	G (mm/s) ±0,01	I (%) ±1,0	d (mm/s) ±0,02	D EQ (mm/s) ±0,03	I (%) ±1,0	d (mm/s) ±0,01	D EQ (mm/s)  ±0,01	G-k     ±0,02
a U-SnW04 (argón) a -SnW04 (vacío) b -SnW04	0,66     0,58     0,47 0,58	19,5     19,7     14,0	0,03     0,02     -0,01	0,52     0,55     0,49	80,5     80,3     86,0	3,42     3,42     3,50	1,18     1,18     1,30	1,08     1,06     1,08

                El desdoblamiento cuadrupolar del espectro se debe a que los oxígenos forman un octaedro distorsionado alrededor del estaño en ambas fases del tungstato estannoso produciendo un gradiente de campo eléctrico que interacciona con el momento cuadrupolar nuclear del Sn (figura 5). El factor f viene dado por:
 
 

ƒ(q ,j )=exp(-k^2[(<r²_{x >}cos ²j +< r²_y> sen² q +< r ²_z>cos ^2q])(1)
 

donde k es el vector de onda del fotón y. Es necesario conocer el cuadrado del desplazamiento medio del estaño a lo largo de los ejes. El fotón incidente forma un ángulo q y j con la dirección del gradiente de campo eléctrico. Jeitscliko y Sleight reportaron los coeficientes anisotrópicos del factor de estructura b_ijde las fases a - y b -SnWO₄ [17, 18]. A partir de estos parámetros se puede determinar la matriz de desplazamientos medios al  cuadrado del estaño (B). La matriz B diagonalizada nos da directamente < r.²_x>, < r_y^2>y < r_z^2>en ese nuevo sistema coordenado. La matriz B de la fase a se diagonalizó realizando una rotación alrededor del eje z, en esta nueva coordenada el par libre del Sn se encuentra en la dirección de z. Ese par libre es el causante de la
distorsión del octaedro (figura 5(a)). Análogamente para la fase b se diagonaliza su matri z B haciendo una rotación alrededor de la dirección [111], nuevamente el causante de la distorsión del octaedro es el par libre de Sn que se encuentra a lo largo de la nueva dirección z'([111]) (figura 5(b)). La fórmula general para determinar el cociente entre las intensidades de los picos del doblete para un gradiente de campo eléctrico no simétrico es:

I ₁= òòP₁ (q , j ) h(q ) f (q , j ) sen q dq dj(2)
I2 =òòP₂ (q , j ) h (q ) f (q , j ) senq dq dj

donde h(q )= 1 (asumiendo que no hay textura). P₁(q ,j ) Y P₂(q ,j ) representa la dependencia angular de las probabilidades de, absorción para las transiciones (1/2’±½) -- (3/2’±3/2) y (1/2’±1/2)-- (3/2’±1/2), respectivamente.
 
 

Figura 5. Los oxígenos vecinos alrededor del Sn forman un octaedro distorsionado
debido al par libre del Sn en el (a)a-Sn WO₄ Y (b) P-Sn WO₄.

Las transiciones de probabilidad para un cristal aleatoriamente orientado viene dado por:
 
 

                El cociente I_l/I₂para diferentes parámetros de asimetría se puede calcular integrando numéricamente la ecuación (2), utilizando las ecuaciones (3) y (1). En la tabla 2 se tiene el parámetro G-K que es igual al cociente I₁/I₂. El resultado experimental obtenido para la fase a -SnWO₄ es de 1,08(2); el cual comparado con los valores calculados están en el rango de 1,06 - 1,14; lo cual nos da un parámetro de asimetría 11 está entre,0,5 y 1,0. Para el cálculo del cocienteI_l/I₂del doblete correspondiente alb-SnWO₄, debido a que el Sn tiene una simetría cilíndrica alrededor del eje z', entonces el parámetro de asimetría n es cero. El valor deI_l/I₂calculado es igual a 1,098 concuerda bastante bien con el valor experimental 1,08(2) (tabla 2).

                Los electrones 5s del Sn toman parte en el enlace. La interacción cuadrupolar eléctrica para sistemas covalentes del Sn se debe básicamente al desbalance en la población de los orbitales p y la densidad electrónica de los átomos o iones vecinos se puede ignorar. El desdoblamiento cuadrupolar para el Sn ha sido expresado empíricamente mediante la siguiente expresión [23].

donde n_x., n_y y n_z, son las diferentes poblaciones electrónicas de los diferentes orbitales p.
 
 

El corrimiento isomérico depende de la densidad electrónica en el núcleo. Flinn [24] sugirió la siguiente fórmula para el corrimiento isomérico para el Sn cuando el absorbente y la fuente están a una temperatura de 77 ºK:
 

donde n., y np son las poblaciones electrónicas 5s y 5p. En nuestro caso el corrimiento isomérico es referido al CaSnO₃ con el absorbente y la fuente a temperatura ambiente. Asumiendo la misma temperatura de Debye para los óxidos involucrados, esta fórmula también se puede usar a temperatura ambiente. En nuestro caso n_s, + n_p = 2, y n_p = (n_x + n_y) + n_z. Como tenemos cuatro ecuaciones con 4 variables se puede determinar n_s, n_p, (n_x + n_y) y n_z. Los resultados para el a -SnWO₄ fueron: n_s, = 1,45; n_p = 0,55; (n_x + n_y) = 0,17 y n_z, = 0,38; esto concuerda con la dirección que se asumió para el par libre del Sn, como se muestra en la figura 5 (a). Análogamente las poblaciones de ocupación de los electrones 5s y 5p se pueden obtener para el b -SnWO₄- Como la fase btiene simetría cilíndrica, entonces n_x = n_y. Los resultados que se obtuvieron son: n_s = 1,48; n_p = 0,52; n_x = n_y = 0,065 y n_z = 0,39. Nuevamente la dirección del par libre del Sn asumido concuerda con los resultados obtenidos ver figura 5 (b).

                Para fijar la película impresa sobre la alúmina, esta se sinteriza a una determinada temperatura. Se estudió como influye esta temperatura en la estructura del material, así como en su propiedad eléctrica cuando es expuesta a gases. Las películas de a -SnWO₄ obtenidas desde el polvo fusionada en vacío presentaron una mayor sensibilidad a los gases estudiados, posiblemente se debe a que según los resultados de Mössbauer este polvo fue mejor cristalizado. A continuación se reporta solamente las propiedades eléctricas de las películas de a -SnWO₄ obtenidas del polvo fusionado en vacío expuesta a diferentes gases. Las películas se sinterizaron por 1 h a diferentes temperaturas entre 550ºC y 850ºC. Los difractogramas de las películas sinterizadas a temperaturas mayores de 550ºC muestran que el a -SnWO₄ comienza a descomponerse sin cambio de fase en SnO₂ Y WO₃. La cantidad relativa de a -SnWO₄ en las películas disminuye con el aumento de la temperatura de sinterizado. La descomposición de la fase a cuando se sinterizan a mayores temperaturas de 550ºC destruye drásticamente la sensibilidad de H₂S, como se observa en la figura 6. La sensibilidad se define como G/Go, donde G es la conductancia del material cuando está siendo expuesta a un determinado gas y Go es la conductancia del mismo en aire puro. La figura 6 muestra la sensibilidad G/Go a 20 ppm de H2S a 300'C en función de la temperatura de sinterización. Se determinó que la temperatura óptima de sinterizado es 550'C, donde tenemos una buena sensibilidad y el a-SnW04 todavía no se descompone.

                La figura 7 muestra la sensibilidad (G/Go) de la película de a -SnWO₄ obtenida del polvo fusionado al vacío y sinterizada a 550ºC a H₂S, H₂, CO SO₂ y CH₄ en aire sintético a temperaturas entre 150ºC y 450ºC. S observa que la película es prácticamente insensible a CH₄, SO₂ Y CO e dicho rango de temperaturas. La película de a -SnWO₄ es muy sensible H₂S en el rango de bajas temperaturas entre 150ºC y 300ºC. La mayo respuesta para el H₂ se encuentra entre 250ºC y 300ºC. El tiempo de respuesta al H₂S disminuye cuando la temperatura aumenta, pero 1a sensibilidad disminuye, se encontró que la temperatura óptima de operación del sensor es de 300ºC donde se tiene que el tiempo de respuesta e menor a 5 min, pero el tiempo de restablecimiento de la conductividad en aire puro Go es de unos 15 min.

Figura 6. Sensibilidad G/Go a 20ppm de H₂S en aire sintético a 300 ºC de las
películas de a -SnWO₄ obtenidas del polvo fusionado al vacío en función de sus
temperaturas de sinterizado.
 

Figura 7. Sensibilidad G/ Go de la película de a -SnWO₄ obtenido del Polvo
fusionado al vacío a 50 ppm de H₂S (0), 500 ppm de H₂ ( ), 200 ppm de CO (D ),
200 ppm de S02 (à ) y 400 ppm de CH4 (· ) en aire sintético como función de la
temperatura de la película.

                La respuesta del a -SnWO₄, a diferentes concentraciones de H₂S, H₂, CO, S0₂ Y CH₄ a 300ºC se muestra en la figura 8. La respuesta a CH₄ Y S0₂ es muy pequeña hasta concentraciones de 1000 ppm. La sensibilidad a H₂S aumenta con el incremento de su concentración en el aire sintético. Se tiene que la respuesta que se obtiene a 5 ppm de H₂S es aproximadamente la misma para 100 ppm de H₂ Y 1000 ppm de CO.
 

Figura8. Sensibilidad G/Go de la película de a -SnWO₄ obtenido del polvo
fusionado al vacío a varias concentraciones de H₂S (o), H₂ (), CO (D ), SO₂ (à ),
CH4 ( ·) en aire sintético a 300ºC.

                La variación de la conductancia en función de tiempo cuando se ingresan pulsos periódicos de diferentes concentraciones de H₂S en aire a 300ºC se muestra en la figura 9. Las concentraciones de H₂S que se ingresó a la cámara varía desde 5 ppm hasta 100 ppm. Estos resultados muestran que películas de a -SnWO₄ a 300ºC se pueden utilizar para sensar H₂S en el rango de ppm.
 

                Las películas de b -SnWO₄ impresas sobre substratos de alúmina se sinterizaron a 450ºC debido a que comienza a descomponerse en SnO₂ Y WO₃ a temperaturas de sinterizado mayores de 450ºC. Las películas de la fase bdel tungstato estannoso tiene muy baja conductancia (menor de 10^-10 S a 450ºC), por tanto la corriente fue muy pequeña para medirla. Cuando se calentaba por encima de 450ºC, la fase bse descomponía y la conductancia aumentaba, pero la muestra ya no era b -SnWO₄. La fase metaestable bno es de interés práctico debido a su baja conductancia.

Figura 9. La conductancia en función del tiempo de la película de a -SnWO₄ obtenida
del polvo fusionado al vacío, a diferentes pulsos de concentraciones de H₂S en aire
sintético a 300ºC.

Conclusiones

                Mediante la espectroscopía Mössbauer se encontró que el estado de valencia del estaño es +2 en ambas fases (a y b ) del tungstato estannoso. Los dobletes que presentan ambas fases son asimétricos debido a que el factor f es asimétrico (efecto Goldanskii-Karyagin). El par libre es el causante de que el octaedro que forma con los oxígenos vecinos sea distorsionado en ambas fases.
 

                La fase a -SnWO₄ obtenida por fusión en vacío tiene las mejores características eléctricas cuando es expuesto a H₂S. Según la espectroscopia Mössbauer el a -SnWO₄ obtenida por la fusión en vacío está mejor cristalizada que la obtenida en argón. La temperatura óptima de sinterizado es 550ºC. La película de a -SnWO₄ tiene buena sensibilidad y selectíbílídad a bajas concentraciones de H₂S a temperaturas entre 150-300ºC. La temperatura óptima de operación es 300ºC, a menores temperaturas es muy lenta la respuesta. El a -SnWO₄ puede ser utilizado como material sensible en un sensor de gas capaz de detectar bajas concentraciones de H2S (orden de ppm).

                La fase bdel tungstato estannoso tiene una conductancia muy baja y comienza a descomponerse a temperaturas mayores que 450ºC. No es de interés práctico debido a su baja conductancia y poca estabilidad.
 
 

Agradecimientos
 
 

Al Profesor Wilho Lantto y Dr. Walter Estrada por las fructíferas discusiones durante la ejecución del trabajo.
 
 

Al International Science Program,s in Physics de la Universidad de Uppsala, la Universidad Nacional de Ingeniería y al CONCYTEC por el apoyo económico para la ejecución del proyecto.
 
 

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(*)Universidad Nacional de ingeniería, Facultad de Ciencias, casilla postal 31-139, Lima-Perú