Otimização do sensoreamento de ozônio por engenharia de defeitos

Os óxidos metálicos semicondutores são amplamente empregados como materiais sensores para a detecção de diversos gases tóxicos. Entre eles, o óxido de zinco (ZnO) é um semicondutor multifuncional do tipo-n que apresenta potencial para a detecção de gases, particularmente gases oxidantes. Neste estudo, investigamos a dopagem com cobalto em filmes finos de ZnO sintetizados por spray-pirólise em sensores resistivos para o gás ozônio (O₃). Correlacionando com as propriedades de sensoreamento, medidas de fotoluminescência revelaram uma ampla banda de emissão azul associada a defeitos doadores rasos, associando-se diretamente ao aumento da densidade de sítios ativos na superfície do filme. Medições elétricas mostraram que o sensor contendo 2,5 mol% de Co apresentou um aumento de 37 vezes em níveis de ppb na resposta ao O₃ em comparação com o ZnO puro, atribuído a mecanismos de adsorção mediados por defeitos doadores rasos. Além disso, o tratamento térmico sob atmosferas redutoras e oxidantes foi deliberadamente empregado como uma estratégia independente de modulação de defeitos, confirmando que o aumento na resposta do sensor de O₃ é governado por defeitos relacionados à luminescência azul. Nossos resultados, publicados recentemente na revista Materials Research Bulletin (https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2026.114174),  sugerem esta luminescência azul como um potencial parâmetro óptico  para otimizar sensores de ozônio baseados em ZnO, oferecendo uma abordagem rápida e não destrutiva para o projeto de sensores de gás.