| Titre : | dopage et caractérisation des couches minces d'oxyde de zinc déposées par spray pyrolyse ultrasonique |
| Auteurs : | Fouad Bouaichi, Auteur ; Abdallah Attaf, Directeur de thèse |
| Type de document : | Mémoire magistere |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2010 |
| Format : | 1 vol. (99 p.) / couv. ill. en coul / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Résumé : |
Dans ce travail, nous avons réalisé un dispositif de Spray Pyrolyse Ultrasonique, pour déposer des couches minces d’oxyde de zinc dopé Al. Nous avons classé deux séries : La première série: la source de dopage a été Le nitrate d'aluminium (Al (NO3)3) avec pourcentage varie entre 0% jusqu'à 8%. La deuxième série: la source de dopage a été Le chlorure d'aluminium (Al Cl3) avec pourcentage varie entre 0% jusqu'à 8%. Notons que, les autres paramètres sont fixés, tel que: la température et la concentration d’oxyde de zinc. L’objectif de ce travail est l’étude de l’effet de dopage sur les propriétés optiques, structurales et électriques des couches minces d’oxyde de zinc. |
| Sommaire : |
Dédicaces………………….……………………………….………………….. i Remerciement…………………………………………………………………. ii Sommaire……………………………………………..……………………….. iv Introduction générale ………..…………………………………………….…... 1 Introduction générale…………………………………………………………………… 1 Chapitre I: couches minces de ZnO et technique de dépôt I.1. Introduction ………………………………………………………………………… 5 I.2.Couches minces d'oxyde de zinc et techniques de dépôts…………………………... 5 I.2.1. Définition d'une couche mince…………………………...………………………. 5 I.3. les méthodes de dépôt des couches minces de ZnO………………….…………….. 6 I.3.1. Dépôt en phase vapeur (Chemical vapor deposition CVD) ……………………… 6 Principe et conditions d’expérience ………………………………………………. 6 I.3.2. Dépôts physiques en phase vapeur ……………………………………………… 6 Définition…………………………………………………………….................... 6 I.3.2.1. Evaporation……………………………………………………………………... 7 I.3.2.1.1. Evaporation réactive………………………….………….…………………… 7 I.3.2.1.2. Evaporation directe à deux étapes……………………………………………. 7 I.3.2.2. Pulvérisation……………………………………………………………..……... 7 I.3.2.2.1. Pulvérisation cathodique …………………………………………….………. 7 Principe…………………………………………….………….……………….. 7 I.3.2.2.2. magnétron DC…………………………….………….…………….…………… 8 I.3.2.2.3. pulvérisation Radio Fréquence : Sputtering………….…………….…………... 8 I.3.2.2.4. Pulvérisation réactive …………………….………….…………….…………… 10 I.3.2.3. Ablation laser …………………….………….…………….………….………... 11 I.4. Les oxydes transparents conducteurs (TCO) …….…………….………….……….. 12 I.4.1. Choix d’un OTC …….…………….………….……….…….………….……….. 12 I.4.2. Le choix du ZnO…….…………….………….……….…….………….………... 13 I.5. Le choix de procédé …….…………….………….……….…….………….………. 13 I.6. Propriétés générales de ZnO ………….………….……….…….………….……… 14 I.6.1. Propriétés cristallographiques ……….………….……….…….………….……… 14 I.6.1.1. Structure cristalline ……….………….……….…….………….………………. 14 I.6.2. Structure électronique des bandes…….……….…….………….……………….. 16 iv I.6.3. Propriétés optiques et luminescence….……….……..………….……………….. 18 I.7. Applications optoélectroniques ….……….…….…….…….……………………… 18 Chapitre II : Elaboration et caractérisation des couches minces de ZnO dopé Al par spray ultrasonique II.1 Introduction….……….…….………….…………………………………………… 20 II.2 La technique de spray ultrasonique…….…………………………………………... 20 II.2.1 Pulvérisation ultrasonique des liquides…………………………………………... 20 II.2.2 Montages expérimental utilisé…………………………………………...……...... 21 II.2.2.1 Les éléments du Montage…………………………………………...…….......... 23 II.3 Procédure expérimentale…………………………………………...……................. 23 II.3.1 Choix du substrat de dépôt……………………………………...……................... 23 II.3.2 Nettoyage des substrats……………………………………...……........................ 23 II.3.3 Préparation des solutions……………………………………...……...................... 24 II.4 L'acétate de zinc……………………………………...……...................................... 24 II.4.1 Propriétés physiques………………………………...……..................................... 24 II.4.2 Les sources des dopages…………………………...……....................................... 25 II.5 Les conditions expérimentales…………………………...……................................ 26 II.6 Déposition des couches…………………………...……........................................... 27 II.7 Les paramètres modulables…………………………...……..................................... 28 II.8 Dopage en semi conducteur …………………………...……................. 29 II.8.1 Semi-conducteurs dopés …………………………...……......................... 3 II.8.2 Atomes donneurs et accepteurs ……………………...……......................... 32 II.8.3 Modification de la structure en bande d’énergie …...…….......................... 32 II.8.4 Les dopants du ZnO…...……...................................…...……................ 33 II.9 Les méthodes de caractérisation........................................... 34 II.9.1 Caractérisations structurales .....................................…...….............. 34 II.9.1.1 Diffraction de rayons X .....................................…................ 34 II.9.1.1.1 Principe .....................................…...……............................... 34 II.9.1.1.2 Détermination des contraintes et de la taille des grains ............. 36 II.9.1.1.2.1 Taille des grains .......................…...……....................... 36 II.9.1.1.2.2 Détermination des contraintes.…...……..................................... 37 II.9.1.2 La microscopie électronique à balayage (MEB) ................................ 38 II.9.1.3 L'analyse EDS .......................…...…….................................................. 40 II.9.2 Caractérisations optiques ..................................…...…….................... 40 II.9.2.1 La spectroscopie UV-visible ...........................…...……................. 41 v II.9.2.1.1 Détermination de l'épaisseur ...........................…...……............... 43 II.9.2.1.2 Détermination de l'indice de réfraction ...........…...…….................................. 44 II.9.2.1.3 Détermination des coefficients d’absorption ...…...…….................................. 44 II.9.2.1.4 Détermination de la largeur de la bande interdite et de l’énergie d’Urbach .... 44 II.9.2.2 L’ellipsométrie ...…...…….....................................…...……........... 45 II.9.3 Mesure des propriétés électriques.…...…….............................................. 46 II.9.3.1 La technique de deux pointe.…...…….................................................... 46 II.9.3.1.1 Mesure de la conductivité.…...……..................................................... 47 II.9.3.2 La mesure par effet Hall .…...……............................................................. 48 Chapitre IV : Résultat et discussions III.1 Introduction….……….…….………….…………………………………………… 52 III.2. Cinétique de croissance des films……................................................... 52 III.3. Propriétés structurales……................................................................. 53 III.3.1. Taille des grains…….................................................................... 55 III.3.2. Etude des contraintes……........................................................... 56 III.3.3. Caractérisation microstructurale …….................................................... 56 III.3.4. L'analyse EDS……............................................................ 58 III.4. Propriétés optiques……...................................................60 III.4.1. Désordre (énergie d'Urbach)……............................................. 62 III.4.2. Gap optique…….............................................................63 III.4.3. Indice de réfraction……................................................................... 64 III.5. Les propriétés électriques……........................................................... 65 III.5.1. Conductivité électrique……............................................................... 65 III.5.2. La mesure par l’effet de HALL ……...................................................... 67 Conclusion générale………………………………………………………………………. 68 Références………………………………………………………………………………… 69 |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/3474/1/th%C3%A8se%20complet%20fouad23.06.2010%20complet.pdf |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
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| TPHY/01 | Mémoire de magister | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
