| Titre : | Effect of Niobium doping on the properties of Titanium Dioxide (TiO2) Thin films elaborated by Sol-Gel (Spin-coating). |
| Auteurs : | Nour el houda Djehaiche, Auteur ; Hanane Saidi, 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, 2019 |
| Format : | 1 vol. (70 p.): couv. ill. en coul / 29 cm |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Couches minces,Oxyde de Titane,(sping coating),Niobium,Dopage. |
| Résumé : |
Dans ce travail nous avons déposés des couches minces d’oxyde de titane non dopées et dopées par niobium (0% et 10 %), sur des substrats du verre par la méthode de Sol-Gel (spin-coating). Les films ont été obtenus à partir des solutions de tétra-isopropoxide de titane dissous dans un mélange de l’éthanol, l’acétylacétone et le chlorure de niobium hydraté comme source de dopant. Les échantillons ont été analysés par la diffraction des rayons X (DRX), le MEB, la spectroscopie UV-Visible (UV-Vis) et la méthode des quater pointes. Les résultats obtenus par la DRX montrés que les films préparés sont de l’oxyde de titane polycristallin avec une structure tétragonale de type anatase. L’orientation préférentielle est (101) et la taille des grains varie entre 16,72 nm et 13.92 nm. Les spectres de UV-Vis ont indiqué que la transmittance moyenne des films dans le visible est de l’ordre (98 %), et le gap diminue de 3.69 eV à 3.65 eV. Ainsi que les mesures électriques ont indiqué que des films préparés ont des moyennes conductivités entre (8.11-73.42) Ω-1.cm-1. |
| Sommaire : |
Table of contents : Acknowledgements ........................................................................................i Table of contents ............................................................................... ii General introduction .................................................................................................. 1 Chapter 1. Generalities about Titanium Dioxide TiO2. I.1 : Definition of Transparent Conducting Oxide .....................................................3 I.2 : definition of thin films .......................................................................................3 I.2.1 : Thin film growth mechanisms .............................................................................4 I.2.2 : Nucleation and growth .......................................................................................4 I.3 : Generalites about Titanuim Dioxide ...........................................................................5 I.3.1 : Definition of Titanuime Dioxide ............................................................................5 I.3.2 : Choice of TiO2 .......................................................................................6 I.3.3 : Titanium Dioxide properties ..............................................................................6 I.3.3.1 : Structural properties ...............................................................................6 I.3.3.2 : Optical properties ...................................................................................9 I .3.3.3 : Electrical properties ................................................................................9 I.3.4 : Equilibrium diagram of Ti-O ........................................................................... 10 I.4 : Applications of Titanium Dioxide (TiO2) ................................................................ 11 I.5: Doping of Titanium Dioxide ................................................................................. 11 I.5.1 : Niobium ................................................................................................. 11 I.5.2: Anionic Doping .................................................................................. 12 I.5.3 : Cationic Doping ................................................................................... 12 Chapter 2. Thin films deposition techniques and characterization tools. II.1 : Technique of depositing thin films ...................................................................... 13 II.2 : Sol-Gel method ..................................................................................... 14 II.2.1 : Definition of Sol-Gel method ......................................................................... 14 II.2.2 : The different Sol-Gel processes ..................................................................... 15 II.2.2.1 : Spin-Coating process ............................................................................. 15 II.2.2.2 : Dip-Coating process ................................................................................. 16 II.2.3 : The precursors ............................................................................... 17 I.2.3.1 : Solution based on an organic precursor ................................................... 17 II.2.3.2 : Solution based on an inorganic precursor ............................................................... 17 I I.2.4 : Chemical reactions in the Sol-Gel process ...................................................... 18 II.2.5 : The Sol-Gel transition .......................................................................... 19 II.2.6 : Heat treatment ............................................................................... 20 II.2.6.1 : Drying ................................................................................................. 20 II.2.6.2 : Annealing .......................................................................................... 21 II.2.7 : Advantages and Disadvantages of Sol-Gel method ...................................................... 21 II.2.7.1 : The advantages ........................................................................................ 21 II.2.7.2 : The disadvantages ..................................................................................... 22 II.3 : Thin film characterization ................................................................................... 22 II.3.1 : X-Ray diffraction ..................................................................................... 22 II.3.1.1 : Determination of the Grains size .............................................................................. 23 II.3.1.2 : Determination the Dislocation density .................................................................... 24 II.3.1.3 : Determination Deformation ...................................................................................... 24 II.3.2 : Spectroscopy (UV-VISIBLE) .......................................................................................... 25 I I.3.2.1 : The thickness of the film ........................................................................................... 25 II.3.2.2 : Optical Gap .................................................................................................................. 27 II.3.2.3 : Urbach energy ............................................................................................................. 27 II.3.3 : Scanning Electron Microscopy (SEM) ........................................................................... 28 I I.3.4 : Four-point probe method .................................................................................................. 29 Chapter 3. Experimental procedures, Results and discussions. III.1: Experimental procedures ......................................................................................................... 31 III.1.1: Preparation of the solution ................................................................................... 31 III.1.2 : Preparation of the substrate ................................................................................ 32 III.1.2.1 : Choice of the substrate .................................................................................. 32 III.1.2.2 : Cleaning of the substrate .............................................................................. 33 III.1.3 : Depositing of thin films ........................................................................................ 33 III.1.3.1 : Experimental conditions .......................................................................... 34 III.1.4 : Heat treatment .......................................................................................... 35 III.1.4.1 : Drying of thin films ............................................................................ 35 III.1.4.2 : Annealing of thin films ........................................................................... 35 III.2 : Results and discussions ......................................................................................... 37 III.2.1 : Adhesion test .................................................................................................... 37 III.2.2 : The thickness of the film .............................................................................. 37 III.2.3 : Structural characterization .......................................................................... 38 III.2.3.1 : X.Ray diffraction ........................................................................... 38 III.2.3.2 : Grains size and Deformation .................................................................... 41 III.2.4 : The Optical properties ............................................................................ 43 III.2.4.1: Transmittance spectra ................................................................................................ 43 III.2.4.2 : Optical Gap and Urbach energy ............................................................................. 45 III.2.5: SEM analysis ............................................................................................. 47 III.2.6 : The Energy X-Ray dispersive spectroscopy ................................................................. 47 III.2.7 : Electrical properties ............................................................................................ral c onclusion ................................................................................................ 51 References ......................................................................................................... 53 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| MPHY/472 | Mémoire master | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
