| Titre : | Dépot et caractérisation de couches minces de ZnO par spray pyrolyse |
| Auteurs : | Mostefa Maache, Auteur ; N. 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, 2005 |
| Format : | 1 vol. (76 p.) / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | ZnO ; spray pyrolyse ; couches minces,semi-conducteur ; caractérisation. |
| Résumé : |
L’élaboration des couches minces par les techniques classiques nécessite des équipements énormes et spéciaux. Pour cette raison, le dépôt par spray pyrolyse se présente comme une méthode alternative ayant plusieurs avantages ; mise au point relativement simple, banc de dépôt non encombrant, non dangereux et surtout à bas prix et finalement donne des résultats satisfaisants. Dans ce travail, nous nous sommes focalisés, plus particulièrement, sur la réalisation et l’optimisation d’un système de dépôt par spray pyrolyse d’un part et la caractérisation des films d'oxyde de zinc (ZnO) élaborés d’autre part. Pour cela, on a effectué différentes caractérisations afin d’optimiser les conditions d’élaboration de couches minces par cette technique. L’étude porte surles effets des paramètres de dépôt tels que la concentration de la solution de départ, le temps de dépôt et la température du substrat sur la qualité des films. Ces couches sont analysées par diverses techniques de caractérisation des matériaux. La diffraction des rayons X et le microscope électronique à balayage ont confirmé que ces films minces sont cristallins avec un état de surface rugueux. L’analyse EDS, nous a permis de vérifier la composition de ces films minces, La spectrophotométrie UV-VIS de ces films confirme qu'il est possible d'obtenir de bons films transparents de ZnO avec, en moyenne, une transmittance de ~ 85% dans le visible et un gap optique autour de 3,3 eV. Selon les paramètres de dépôt ; les mesures électriques effectuées sur les échantillons ont donné une résistivité électrique de l’ordre de 10-2Ω.cm. |
| Sommaire : |
Introduction générale……………………………………………………………………………….... I Chapitre 1 : Couches minces d’oxyde de zinc et Techniques de dépôts. 1.1 INTRODUCTION …………………………………………………………………………….. 2 1.2 TECHNIQUES DE DEPOSITION DES COUCHES MINCES……………………............. 3 1.3 METHODES D’ELABORATION DES COUCHES DE ZnO………………………………. 4 1.3.1 EVAPORATION…………………………………………………………………………….. 4 1.3.1.1 Définition 1.3.1.2 Ablation laser…………………………………………………………………………... 5 1.3.1.2.1 Principe 1.3.1.2.2 Conditions d’expérience 1.3.1.3 L’évaporation réactive …………………………………………………………………. 5 1.3.1.3.1 Principe 1.3.1.3.2 Conditions d’expérience 6 1.3.1.4 L’évaporation directe à deux étapes……………………………………………………. 6 1.5.1.4.1 Principe et conditions 1.3.2 PULVERISATION CATHODIQUE ……………………………………………………....... 6 1.3.2.1 Définition………………………………………………………………………………. 1.3.2.2 Magnétron DC………………………………………………………………………….. 7 1.3.2.2.1 Principe 1.3.2.2.2 Conditions d’expérience 1.3.2.3 Pulvérisation radiofréquence…………………………………………………………… 8 1.3.2.3.1 Principe 1.3.2.3.2 Conditions d’expérience 1.3.2.4 Pulvérisation réactive…………………………………………………………………... 8 1.3.2.4.1 Principe 1.3.2.4.2 Conditions d’expérience 1.3.3 SOL -GEL…………………………………………………………………………………….. 9 1.3.3.1 Principe 1.3.3.1 Conditions d’expérience 1.3.4 DEPOT CHIMIQUE EN PHASE VAPEUR CVD……………………………………...…… 10 1.3.4.1 Principe 1.3.4.2 Conditions d’expérience 1.4 LES OXYDES TRANSPARENTS CONDUCTEURS (TCO)……………………………….. 11 1.5 L’OXYDE DE ZINC (ZnO)……………………………………………………………………. 12 1.5.1 LE CHOIX DU ZnO ………………………………………………………………………… 12 1.5.2 LE CHOIX DU PROCEDE DE DEPOT…………………………………………………….. 12 1.5.3 SYNTHESE BIBLIOGRAPHYQUE DES PROPRIETES DE ZnO………………............... 13 1.5.3.1 Propriétés cristallographiques…………………………………………………………. 13 1.5.3.2 Propriétés opto électriques……………………………………………………………... 14 1.6 INFLUENCE DU PROCEDE SUR LES PROPRIETES DES COUCHES ZnO…………... 15 Introduction générale……………………………………………………………………………….... I Chapitre 1 : Couches minces d’oxyde de zinc et Techniques de dépôts. Chapitre2 : Mise au point du banc d'élaboration des couches ZnO par Spray pyrolyse 2.1 INTRODUCTION ……………………………………………………………………………… 18 2.2 DEFINITION…………………………………………………………………………………… 18 2.3 PRINCIPE GENERAL DU PROCEDE SPRAY…………………………………………....... 18 2.3.1 LES SOLUTIONS DE DEPART (SOURCE)…………………………………………. …… 20 2.3.2. GENERATION DE GOUTTELETTES (TRANSPORT)………………………………… 20 2.3.3. REACTIONCHIMIQUESUR LE SUBSTRAT (DEPOT)………………………………….. 21 2.4 MONTAGE EXPERIMENTAL UTILISE …………………………………………………… 22 2.4.1 ELEMENTS DU MONTAGE……………………………………………………………….. 23 2.4.2 PROCEDURE EXPERIMENTALE……………………………………………………….... 23 2.4.3 LES PARAMETRES MODULABLES……………………………………………………… 24 Chapitre 3 : réalisation et caractérisations des dépôts 3.1 EXPERIMENTATION…………………………………………………………………………. 27 3.1.1 PREPARATION DES SUBSTRATS……………………………………………………….. 27 3.1.2 PREPARATION DES SOLUTIONS……………………………………………………....... 28 3.1.3 DEPOSITION DES COUCHES…………………………………………………………….. 28 3.2 LES METHODES DE CARACTERISATION……………………………………………….. 30 3.2.1 MESURE DE L’EPAISSEUR …………………………………………………………… 31 3.2.1.1 La profilométrie (mesures mécaniques)………………………………………………. 31 3.2.1.1.1 Principe de profilométrie 3.2.1.2 Les mesures optiques…………………………………………………………………... 32 3.2.2 MESURE DES PROPRIETES OPTIQUES………………………………………………….. 32 3.2.3 ANALYSE PAR SPECTROSCOPIE X EN DISPERSION D’ENERGIE (EDS)…………… 36 3.2.4 MESURE DES PROPRIETES STRUCTURELLES………………………… ……………… 37 3.2.4.1 Diffraction de rayons X…………………………………………… …………………… 37 3.2.4.1.1 Principe 3.2.4.2 Microscopie électronique à balayage …………………………………………………... 40 3.2.5. MESURE DES PROPRIETES ELECTRIQUES……………………………………………. 41 Chapitre 4 : Résultats et discussions 4.1 INTRODUCTION ……………………………………………………………………………… 44 4.2 INFLUENCE DES PARAMETRES DE DEPOT SUR LES PROPRIETES DE ZnO……. 44 4.2.1 STRUCTURE ET COMPOSITION …………………………………………........................... 44 4.2.1.1 Effet de la molarité………………………………………………………………………... 45 4.2.1.2 Effet du temps de déposition ……………………………………………………………... 48 4.2.1.3 Effet de la nature de la solution de base…………………………………………………... 50 4.2.1.4 Effet de la température de substrat………………………………………………………... 51 4.2.1.4.1 Analyse par EDS …………………………………………………………………. 52 4.2.1.4.2 Analyse par MEB et XRD………………………………………………………... 52 4.2.2 INFLUENCE DES PARAMETRES DE DEPOT SUR LA VITESSE DE CROISSANCE …... 55 4.2.2.1 Effet de la molarité……………………………………………………………………….. 55 4.2.2.2 Effet du temps de déposition …………………………………………………………….. 55 4.2.2.3 Effet de la nature de la solution de base………………………………………………….. 57 4.2.2.4 Effet de la température de substrat……………………………………………………….. 57 4.2.3 INFLUENCE DES PARAMETRES SUR LES PROPRIETES OPTIQUES …………………. 58 4.2.3.1 Effet de la molarité ………………………………………………………………………. 58 4.2.3.2 Effet du temps de déposition …………………………………………………………….. 59 4.2.3.3 Effet de la nature de la solution de base …………………………………………………. 60 4.2.3.4 Effet de la température de substrat……………………………………………………….. 61 4.2.4 INFLUENCE DES PARAMETRES SUR LES PROPRIETES ELECTRIQUES…………….. 62 4.2.4.1 Effet de la molarité ………………………………………………………………………. 62 4.2.4.2 Effet du temps de déposition……………………………………………………………… 64 4.2.4.3 Effet de la nature de la solution de base…………………………………………………... 65 4.2.4.4 Effet de la température de substrat………………………………………………………... 66 CONCLUSION ET PERSPECTIVES……………………………………………............. 68 REFERENCES…………………………………………………………………………………... 71 |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/id/eprint/4595 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
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| TPHY/86 | Mémoire de magister | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
