| Titre : | l'effet de la distance du Bec et la température du substrat sur les propriétés des couche minces d'oxyde de zinc(ZnO) |
| Auteurs : | Ammar Derbali , 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, 2011 |
| Format : | 1 vol. (71 p.) / couv. ill. en coul / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | oxyde de zinc ,couche mince,technique spray ultrasonique , propriété (optique,électrique, structurale) |
| Résumé : |
L’oxyde de zinc est une matière à partir de famille des oxydes transparents conducteurs (TCO), à large gap de l’ordre de 3.3 eV. Vu leurs bonnes propriétés optoélectroniques, il est le plus utilisé dans le demains de couches minces, ces couches minces trouvent plusieurs applications telles que : cellules solaires, capteurs à gaz, capteurs piézoélectrique, guides d’ondes…etc. Les films minces ZnO peuvent être préparés élaboration par plusieurs techniques, il faut citer : spray pyrolyse, spray ultrasonique, évaporation thermique, pulvérisation réactive, sol gel, ablation laser…etc. Dans ce travail, des couches minces d'oxyde de Zinc ont été déposées par la technique de spray ultrasonique sur des substrats en verre. Le but de ce travail est l’étude de l’effet de la température de substrat et la distance bec-substrat sur les propriétés structurales, optiques et électriques des couches minces de ZnO pour la détermination des conditions d’élaboration de couche mince de ZnO et améliorer les propriétés de ces couches. Ces couches se divisent à deux séries: -la première série : Changement de la température de substrat verre à 250°C jusqu'à 500°C, et on fixe les autres paramètres, tels que la concentration de la solution, le temps de dépôt et la distance bec-substrat. -la deuxième série: variation de distance bec-substrat à 1cm jusqu’à 5cm en même temps on fixe les autres paramètres, également la température de substrat, le temps de dépôt et la concentration de la solution.ةCes couches sont analysées à plusieurs techniques : -La caractérisation optique des films a été réalisée à l’aide d’un spectrométrie UV- Visible dans la gamme spectrale allant de 200 à 2200 nm. L’analyse des spectres de transmittance nous a permis de déterminer les épaisseurs, les gaps des films et l’indice de réfraction. Les spectres de diffraction des RX permet à l’études des propriétés structurales par l’analyse des spectres de RX et nous a permis de déterminer les tailles des grains et les contraints. Les mesures électriques ont été réalisées à l’aide de la technique des deux pointes qui permet de déduire la conductivité électrique de ces couches. |
| Sommaire : |
Dédicaces……………………………………...………………………………………………..I Remerciements……………………..………………………………………………………….II Sommaire………………………………………………………………......…………………III Introduction générale……………………………………………………………….......……1 Chapitre I : Couches minces d’Oxyde de Zinc et techniques des dépôts I-1. Définition d’une couche mince...............................................................3 I-2. Mécanisme de formation d’une couche mince...............................................4 I-3. Procédure de dépôt des couches minces........................................................6 I-4. Quelque méthodes de dépôt de couches minces de ZnO.....................................................8 I-4.1. Dépôt chimiques en phase vapeur (CVD)....................................................8 I-4.2. Dépôt physique en phase vapeur (PVD)...........................................9 I-4.2.1. Pulvérisation cathodique..........................................................9 I-4.2.2. Ablation laser.....................................................................10 I-4.2.3. L’évaporation sous vide..............................................................10 I-5. Les oxydes transparents conducteurs (TCO)........................................11 I-6. L’oxyde de Zinc (ZnO)...................................................................12 I-6.1. Le choix du ZnO......................................................................12 I-6.2. Le choix procède de dépôt....................................................12 I-7. Applications de l’oxyde de zinc............................................................12 I-7.1. Utilisation de poudre de ZnO....................................................12 I-7.2. Utilisation de ZnO en couche mince.................................13 I-7.3. Les principaux avantages de ZnO...................................................13 I-8. Etude bibliographique sur des propriétés de ZnO.................................14 I-8.1. Propriétés cristallographiques..........................................14 I-8.2. Propriétés électriques.......................................................16 I-8.3. Propriétés optiques et luminescences................................17 I-8-3-1. photoconductivité...........................................................18 I-8-4. Structure électronique de bande..........................................................19 I-8-5. Propriétés chimiques et catalytiques........................................20 I-9. Différents type de défauts dans le ZnO..........................................21 Chapitre II : Elaboration des couches minces d’oxyde de zinc par spray ultrasonique II-1. Introduction.......................22 II-2. Principe général du procédé spray (pulvérisation).................22 II-2.1. Solution de départ (source).................................................22 II-2.2. Génération des gouttelettes (transport)...................................23 II-2.3. Réaction chimique sur le substrat (dépôt)................................23 II-3. La technique de spray ultrasonique................................................23 II-3.1. Pulvérisation ultrasonique des liquide..................................................23 II-3.2. Montage expérimental utilisé................................................24 II-3.2.1. Description du rôle des éléments du montage..................................25 II-3.3. Préparation des substrat........................................................25 II-3.3.1. Choix du substrat de dépôt..........................................25 II-3.3.2. Nettoyage des substrats....................................................26 II-3.4. Préparation des solutions.........................................27 II-4. L’acétate de zinc............................................28 II-3-4.1. Propriétés physiques.............................................28 II-5. conditions expérimentales......................................28 II-6. Procédure de dépôt.......................................................29 II-7. les paramètres modulables............................................................30 Chapitre III : Caractérisation des couches minces d’oxyde de zinc (ZnO) III-1. Les méthodes des caractérisations....................................31 III-2. Caractérisation par diffraction des rayons X (DRX)...31 III-2-1. Principe de (DRX)...................................................31 III-2-2.Détermin des contraintes et de la taille des grains.................33 III-2-2-1. La contraint................33 III-2-2-2. La taille des grain................................34 III-3. Caractérisation optique..................................35 III-3-1. Mesure de la transmittance...................................35 III-3-1-1. La spectroscopie UV-visible....................................35 III-3-1-2.Les spectres de transmittance...........................36 III-3-2. Mesure de l’épaisseur..................................37 III-3-2-1. Les franges d’interférence.................................37 III-3-2-2. Les profilométrie (mesure mécanique )........................39 III-3-2-3. Visiomètre...................................................41 III-3-3. Mesure du gap optique..................................................41 III-3-3-1. détermination de l’énergie d’Urbach..................................42 III-4. Caractérisation électrique.....................................................43 III-4-1. Méthode de quatre points........................................43 III-4-2. Méthode de deux points.........................................44V III.4-3. Mesure de la conductivité......................................45 III.4-4. calcul de l'énergie d'activation......................................45 Chapitre IV : Résultats et discussions Introduction..............................................................47 IV-1. Série 1 (variation de la température de substrat (TS °C))............47 IV-1-1. Les propriétés structurales.......................................47 IV-1-1-1. La taille des grains..........................................49 IV-1-1-2. Les contraintes....................................49 IV-1-2. Propriété optique.......................................50 IV-1-2-1. Désordre (énergie d’Urbach)................52 IV-1-2-2. Gap optique..........................52 IV-1-2-3. L’indice de réfraction........53 IV-1-3. L’épaisseur.....................54 IV-1-4. Propriété électrique..........55 IV-1-4-1. La conductivité..............55 IV-2. Série 2 (variation de la distance du bec – substrat (HB......56 IV-2-1. Propriété structural.......................56 IV-2-1-1. Taille des grains..........................58 IV-2-1-2 : Les contraints.........................58 IV-2-2 : Propriété optique.....................................59 IV-2-2-1. Désordre (énergie d’Urbach).........................................61 IV-2-2-2. Gap optique............................................................61 IV-2-2-3. L’indice de réfraction................................................62 IV-2-3. L’épaisseur..................................................................63 IV-2-4. Propriété électrique.............................................63 IV-2-4-1. Conductivité électrique......................................63 Conclusion générale...................................................65 Références........................................................................67 |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/4155/ |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TPHY/04 | Mémoire de magister | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
