L'article sur cette étude soutenue financièrement par le ministère russe de l'Éducation et de la Science est paru dans le magazine Technical Physics Letters.
Les détecteurs traditionnels d'hydrogène dans les mélanges gazeux sont munis de capteurs thermochimiques. Une réaction d'inflammation de l'hydrogène réchauffant cette surface est possible sur sa plaque. Le capteur enregistre ce réchauffement captant la présence d'hydrogène et mesurant sa quantité dans l'air. Mais la grande taille de ces thermo-éléments crée des problèmes quand les capteurs sont intégrés dans des capteurs multifonctionnels fabriqués sur la même puce. C'est pourquoi la science s'intéresse particulièrement à l'utilisation de réserves «internes» de structures à couches minces créées sur des supports monocrystaliques de carbure de silicium. Ainsi, il serait possible de se passer de sources d'alimentation extérieures en n'utilisant, en tant que réaction, que les changements de propriétés de la matière qu'il serait possible de mesurer.
Le dispositif observé a été installé sur un radiateur spécial assurant une température stable. Sa chaleur stimulait les conditions d'exploitation du capteur dans des systèmes réels. Et la stabilisation de la température assurait une séparation rigoureuse des effets dans le capteur liés à son changement et à l'interaction avec l'hydrogène. Une plaque de saphir se trouvait entre le radiateur et le dispositif avec une couche d'or pour isoler le contact arrière des effets électromagnétiques extérieurs. Le radiateur avec le dispositif étudié a été installé dans une caisse volumique en inox où il était possible de créer un mélange air-hydrogène avec une concentration d'hydrogène contrôlée.
Pour enregistrer la présence d'hydrogène, les chercheurs mesuraient le signal électrique survenant entre les deux côtés du dispositif: sensible au gaz (en oxyde de wolfram) et l'arrière. L'apport d'hydrogène dans l'air jusqu'à une concentration de 2% a multiplié par 15 le signal — ce qui est largement supérieur à la réaction d'un système similaire enregistré de manière traditionnelle. Cette dernière consiste à mesurer le courant passant par la structure en utilisant une tension extérieure appliquée. La nouvelle méthode consiste à mesurer le courant parcourant la plaque de l'avant à l'arrière sans tension extérieure. Sachant que la structure MOSiC créée fonctionnait sans application de couche catalytique de titane coûteux, et l'intensité du signal de réaction à l'hydrogène était suffisante pour l'utiliser en pratique sans sources de courant supplémentaires.
L'enregistrement d'hydrogène et d'autres gaz inflammables dans les conditions difficiles de haute température et concentration est un problème d'actualité aussi bien pour la science que pour de nombreux secteurs industriels. Selon les chercheurs, la nouvelle élaboration permettra de fabriquer des détecteurs efficaces non seulement pour l'hydrogène, mais également pour d'autres gaz inflammables.
