| Titre : | L’effet du dopage par le Lanthane (La) sur les propriétés physiques des couches minces d’oxyde de nickel (NiO). |
| Auteurs : | Chaima Osmane, Auteur ; Said Lakel, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2018 |
| Format : | 1 vol. (67 p.) / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | NiO dopé La,Couches minces,méthode spray,propriétés structurales,propriétés optiques |
| Résumé : |
Dans ce travail nous avons élaboré des couches minces de l’oxyde nickel non dopées et dopées par le lanthane sur des substrats de verre par la méthode spray. L’objectif de notre travail est l’étude de l’effet de dopage sur les propriétés structurales et optiques, des couches minces de l’oxyde de nickel, afin de les améliorer. Pour cela on a varié la concentration du dopant (de 1% à 7%) notons que les autres paramètres sont fixes, tels que la distance bec–substrat (13.5 cm), la température de substrat 440 C°. Afin d'étudier les propriétés des films élaborés on a utilisé différentes techniques de caractérisations qui sont : DRX, UV-VIS. L’étude structurale des films a montré que les films dopés sont polycristallins et ont une structure cubique avec une orientation préférentielle selon le plan (111), la taille des grains varie dans l’intervalle de [20.7945 - 7.2789 nm]. Les valeurs de la transmittance dans la gamme visible et l’infrarouge varie dans l’intervalle [59% - 71%] et le gap optique varies dans l’intervalle de [3.64 - 3.76eV].
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| Sommaire : |
Dédicace Remerciement Table des matières Introduction générale……………………………………………………………………………………...1
Chapitre I : Etude et contexte bibliographique sur le dopage de NiO. I.1. Introduction………………………………………………………………………………….…..4 I.2. Les oxydes transparents conducteurs (TCO)….…………………….………………………….4 I.2.1.Historique……………………………………………………..……………………………...4 I.2.2.Définition des TCO ....................................................................................................……..4 I.2.3. Choix des oxydes transparents conducteurs (TCO)…………………………….….………5 I.2.4. Classification …………………………………………………………………….……….5 I.2.5. Les propriétés des oxydes transparents conducteures (TCO) ……………….….....……6 I.2.5.1. Les propriétés optiques …………………………………………………………..6 I.2.5.2. les propriétés électriques…….……………………………….……………………8 La conductivité ……………………………………………………...…………….8 La résistance surfacique …………………………………………….…………….8 La mobilité ………………………………………………………..…….…….......8 I.2.6. Corrélations des propriétés optiques et électriques ............................…......................9 I.2.7. Les application des TCO ………………………………………………………........................9 I.2.7.1. Cellules solaires ………………………………………………………………...10 I.2.7.2. Capteurs à gaz …………………………………………………………............10 I.2.7.3. Revêtements- Couches protectrices ou intelligentes…………………………...11 I.2.7.4. Systèmes optoélectroniques………………………………………….….……..12 I.3. Présentation de l’oxyde de nickel (NiO) ………………………………………………............12 I.3.1. L’oxyde de nickel ……………………………………………………………….............12 I.3.2. Etat naturel de NiO………………………………………………………………………13 I.3.3.propriétés générales d’oxyde de nickel ........................................13 I.3.3.1. Propriétés cristallographiques ………………………………………………….13 I.3.3.2. Propriétés électroniques………………………………………………………...14 I.3.3.3. Propriétés électriques ………………………………………………………….15 I.3.3.4. propriétés optiques ………………………………………………………….…15 I.3.4. Les application de l’oxyde de nickel ……………………………………………………16 I.4.Les mécanismes de dopages………………………………………………………………….....16 I.4.1. Dopage extrinsèque (substitutionnels)………………………………………………….16 I.4.2. Dopage intrinsèque……………………………………………………………………...16 I.5. L’utilisation de NiO à partir de leurs propriétés……………………………………….............17 I.5.1. Propriétés magnétiques …………………………………………………………….17 I.5.2. Propriétés optiques …………………………………………………………………...17 I.5.3.Propriétés électriques …………………………………………………………………17 I.5.4.Propriétés chimiques...………………………………………………………………...17 I.6. Notion des couches minces……………………………………………………………………..18 I.6.1. Méthodes d’élaboration des couches minces ………………………………....................18 I.6.1.1.Méthodes physiques…………………………………………………………………..19 I.6.1.1.1.Dépôt physique en phase vapeur (PVD)……………..……………..................19 I.6.1.1.2.Dépôt par pulvérisation cathodique………………………..…..……………...19 I.6.1.1.3.Ablation laser……………………………………………………………..…...20 I.6.1.1.4.L’évaporation sous vide……………………………………………………….20 I.6.2.2.Méthodes chimiques…………………………………………………………………..20 I.6.2.2.1.Dépôt chimique en phase vapeur (CVD)……………………………………..20 I.6.2.2.2. La pulvérisation chimique (spray pyrolysis)………………………………..21 I.6.2.2.2.1. Principe………………………………………………………………..21 I.6.2.2.2.2. Le choix du procédé de dépôt………………………………………..21 I.6.2.2.2.3. Solutions de départ (source)…………………………………………..22 I.6.2.2.2.4. Génération des gouttelettes (transport)………………………………..22 I.6.2.2.2.5. Réaction sur le substrat (dépôt)…………………..….. ……………….23 Références …………………………………………………………..……………………………24 Chapitre II : Technique de dépôt et les méthodes de caractérisation Des couches minces (NiO dopé La). Introduction …………………………………………………………………………………………28 II.1. Elaboration des couches minces de NIO dopé La par spray………………………………..….28 II-1-1 Choix de la technique de dépôt…………………………………………………………...28 II-1-2 Montage expérimental utilisé……………………………………………………………..28 II-1-2-1 Eléments du montage…………………………………………………………….29 II-1-3 Procédure expérimental…………………………………………………………………...29 II-1-3-1 Préparation des solutions de NiO et de Lanthane ……………………………….29 II-1-3-2 Propriétés des éléments utilisés dans le dépôt……………………..……………..30 Propriété de nitrate de nickel……………………………………………….30 Propriété de nitrate de lanthane ……………………………………………30 II-1-3-3 Préparation des substrats………………………………………………………….31 II-1-4 Conditions expérimentales ………………………………………………………………32 II-1-5 Procédure de dépôt des couches minces………………………………………………….32 II.2. Techniques de caractérisation des couches minces de NIO……………………………………33 II.2.1. Caractérisation structurale………………………………………………………………34 II.2.1.1. Diffraction de rayon X……………………………………………………………34 II.2.1.1.1. Principe d’analyse …………………………………………………………..34 II.2.1.2. Détermination de la taille des grains et les contraintes....………………………...36 II.2.1.2.1. Détermination de la taille des grains ………………………………………..36 II.2.1.2.2. Déterminations des contraintes……………………………………………...36 II.2.2. Caractérisation optique……………………………………………………………………37 II.2.2.1 Spectroscopie UV-Visible ..………………………………………………………37 II.2.2.1.1. définition.. …………………………………………………………………..37 II.2.2.2. Mesure des propriétés optiques ....………………………………………………..38 II.2.2.2.1. Détermination du coefficient d’absorption …………………………………38 II.2.2.2.2. Détermination de la largeur de la bande interdit et l’énergie d’Urbach ……39 II-2-2-2-3 Détermination de l’Indice de réfraction……..…………………………..….41 II-2-3 Caractérisation électrique…………………………………………………………………41 II-2-3-1 Mesure de la résistivité…………………………………………………………...41 La méthode quatre points………………………………….………………………...41 Références …………………………………………………………..………………………….43 Chapitre III : Résultats et Discussion. Introduction…………………………………………………………………………………………45 III.1. Caractérisation par diffraction de rayon X (DRX) …………………………………………...45 III.1.1 Détermination des phases cristallines …….......................................................45 III.1.1.1. Film mince de NiO non dopé………………………............................................45 III.1.1.2. Films minces de NiO dopé La ……………………………………………..........46 III.1.2. Détermination des paramètres structuraux (Extraites du spectre de DRX pour chaque pourcentage de La)…………….48 III-1.2.1. Paramètre de maille a …………………………...48 III-1.2.2. Taille des grains G ……...………………………. 49 III.1.3.Détermination de la déformation ε ………………………………....................................51 III-1.4 Détermination des contraintes internes ………………………………………………..53 III1.5.Densité de dislocation δ …………………………………………………………………..54 III-2 Les propriétés optiques ……………………………………………………………………….55 III-2-1 La transmittance………………………………………………………………………….55 III-2-2 Absorbance………………………………………………….…………………………...56 III-2-3 Détermination de l’énergie de gap (Eg)…..………………………………......................57 III-2-4 Détermination de l’énergie d’Urbach (Eu)..….………………………………………….59 III.2.5. La réflexion……………………………..……………………………………………….62 III.3. Caractérisations électriques ……………….….………………………………………………63 Références…………………………………………………………………………………...65 Conclusion générale………………………………………………………………………………...66 |
| Type de document : | Mémoire master |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| MPHY/437 | Mémoire master | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
