| Titre : | Effet de la concentration de la solution sur les propriétés des couches minces de dioxyde de titane déposées par spray pyrolyse ultrasonique |
| Auteurs : | Okba Benkhetta, Auteur ; Abdallah Attaf, 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: | films minces,dioxyde de titane(TiO2),spray pyrolyse ultrasonique,concentration de la solution,propriétés structurales,propriétés optiques,propriétés électriques. |
| Résumé : |
Dans ce travail, on a étudié l’influence de la concentration sur les propriétés structurales, optiques, morphologiques et électriques des couches minces de dioxyde titane. Pour cela on réalisé une série d’échantillons sur les substrats du verre et silicium, pour les échantillons préparés en verre en but d’amélioration la cristallinité, on va faire le recuit à 600°C dans l’air pendant 2h. Pour étudier l’effet de la concentration de la solution sur les propriétés structurales de la phase rutile de TiO2, on traité nos échantillons déposés sur le silicium avec un recuit de 900°C dans l’air pendant 4h. Pour caractériser ces dépôts on a utilisé plusieurs techniques de caractérisation, tel que la diffraction des rayons X (DRX) pour déterminer la structure des films, la microscopie électronique à balayage (MEB) pour l’étude de la morphologie des surfaces, la spectroscopie (EDS) pour l’étude de la composition chimique des films, la spectroscopie UV-Visible pour déterminer les propriétés optiques des films minces et la méthode quatre pointes pour les propriétés électriques.Pour la série d’échantillons déposée sur substrat en verre ; les spectres de DRX montrent que les films ont été cristallisés selon la phase anatase avec une orientation préférentielle [101].tant que les échantillons déposés sur substrats de silicium ont été cristallisés selon la phase rutile avec une orientation préférentielle [110]. La structure de ces couches s’améliore en fonction de la concentration et la taille des grains augmente avec l’augmentation de la concentration. Pour la série d’échantillons déposée sur les substrats en verre avant et après le recuit les spectresde transmittance montrent que ces films transparents dans la gamme visible et la transparence de ce dernier diminue avec l’augmentation de la concentration. Ainsi que les valeurs de l’énergie du gap diminuent avec l’augmentation de la concentration.Ainsi que les mesures électriques par la méthode quatre pointes ont montrés que les valeurs de la conductivité de l’ordre 101 et 102 Ω-1.cm-1. |
| Sommaire : |
Dédicace …………………………….………………………………………………..…. i Remerciement ………………………………………………………………………...... ii Sommaire………………………………………………………………………….....…. iii Introduction générale……………………………………………………………..….....01 Généralités sur le dioxyde de titane (TiO2). I.1 Les oxydes transparents conducteurs (OTC) ………………………………...… I.1.1 Définition …...…………………………………………………………… ……. I.1.2 Les propriétés des OTC …...…………………………………..……….….......... I.1.2.1 Propriétés électriques ……………………………………….…….……….... I.1.2.2 Propriétés optiques …………………………………………………..……… I.1.3 Applications des oxydes transparents conducteurs……………………............... I.2 Le dioxyde de titane …………………………………………………………..….. I.2.1 Les propriétés du dioxyde de titane…………………………………..….……... I.2.1.1 propriétés cristallographiques ………………………………………………. La phase brookite …………………………………......………..………... La phase anatase ………………………………………….........………… La phase rutile ………………………………………..……....………..… Transformations de phase anatase-rutile …………………..……...……... I.2.1.2 Propriétés optiques ……………………………………………..……..…….. I.2.1.3 Propriétés électroniques ……………………………………..….................... I.2.1.4 Propriétés photocatalytiques………………………………...…..................... I.2.2 films minces de TiO2-x non stœchiométriques……………...………...…..…..…. I.2.3 Les applications de dioxyde de titane (TiO2) …………………….…………….. I.2.3.1 Applications photocatalytiques ……………………………………..………. I.2.3.2 Applications comme capteurs a gaz …………..……………………..……… I.2.3.3 Applications photovoltaïque …………………………………………..……. Technique de dépôt et méthodes de caractérisation des couches minces II.1 Notion générale sur les couches minces…………...…………….……………… II.1.1 Définition d'une couche mince …………...………………..……….................. II.1.2 Mécanismes et modes de croissance des couches minces ………………..….... II.1.3 Procédure de dépôt des couches minces………………………………..……… II.1.3.1 La source……………………………………………………………………. II.1.3.2 Le transport ………………………………………………………………… II.1.3.3 Le dépôt……………………………………………….……..…................... II.1.3.4 L'analyse …………………………………………………………………… II.1.4 Choix d'une technique de dépôts ………………………………………..…….. II.2 Techniques de dépôt des couches minces ………………………………............ II.2.1 Dépôts physiques en phase vapeur (PVD) ………………………….................. II.2.1.1 Evaporation sous vide « thermique» …………………………...................... II.2.1.2 Évaporation par faisceau laser "ablation laser"………………...................... II.2.1.3 Pulvérisation cathodique "sputtering"………..…………..……………...…. II.2.2 Dépôts chimiques en phase vapeur (CVD) ……………………………..……... II.2.2.1 La méthode Sol-gel ………………………………………………………… II.2.2.2 La méthode de spray pyrolyse ……………………………………………... II.2.2.2.1 Définition ……………………………………….………………..……... II.2.2.2.2 Modèles de dépôt par spray pyrolyse …..………….…………….……... II.2.2.2.2 .a) Atomisation des précurseurs …..…................................................... II.2.2.2.2 .b) Transport par aérosol des gouttelettes……………………...…...….. II.2.2.2.2 .c) Décomposition des gouttelettes ………………………...……….…. II.2.2.2.3 Principe du procédé Spray pyrolytique par ultrason……………..……… II.3 Techniques de Caractérisation des couches minces ……………………...…… II.3.1 Mesure structurale……………………………………..…………...……..…… II.3.1.1 Diffractomètre des rayons X (DRX) …………………….............................. II.3.1.2 Taille des gains ………………………………………………………...…... II.3.1.3 La déformation ……………………………………………………………... II.3.2 Mesure optique ……………………………………………………...……..….. II.3.2.1 Mesure de l’épaisseur par méthode des franges d’interférences………...…. II.3.2.2 Mesure de l’épaisseur par méthode de différence de masse ……………….. II.3.2.3 Gap optique ……………………………………………..………………….. II.3.2.4 L’énergie d’Urbach Eu (Désordre) ………………………………….……... II.3.3 Mesure électrique par la méthode quatre pointes ……………….……...…..…. II.3.4 Microscope électronique à balayage (MEB) ………………….…………..…... II.3.4.1 L’analyse EDS……………………………………………………………… Préparation et caractérisations des couches minces de TiO2. III.1 Montage expérimentale ………………………………………….....…….……. III.2 Procédure expérimentale ………………………………...……..……...…….... III.2.1 Choix du substrat de dépôt ……………………………………...………..…... III.2.2 Nettoyage des substrats …………………………………………….……..….. III.2.3 Préparation de la solution de dépôt ……………………………………..……. III.2.4 Conditions expérimentales …………………………………..........…..……… III.3 Procédure de dépôt de couche mince ………………………………...…..…… III.4 L’effet du recuit………………………………………...…………..…………... III.5 Caractérisation de dépôt ………………………………...…………..………… III.5.1 Taux de croissance des couches minces de TiO2 …………………..…........... III.5.2 Caractérisations structurales par DRX (Diffraction de rayons X) ….…..……. III.5.2.2 Taille des grains D et la densité de dislocation δ……………...................... III.5.2.3 La déformation……………………………………………..……………… III.5.3 Caractérisations optiques par spectroscopie UV-VISIBLE……….………..… III.5.3.1 Spectres de transmittance…………………………….……......................... III.5.3.2 L’énergie de gap (Eg) ……………………………….……………...…….. III.5.3.3 l’énergie d’urbach E00 (désordre) ……………………..….…..................... III.5.4 Caractérisations morphologique ……………………………………...…..….. III.5.4.1 Caractérisations par spectroscopie en dispersion (EDS) ……………...….. III.5.5 Caractérisation électrique ……………………………………...….…..……. Conclusion générale…………………………………………………………..…......... Annexes……………………………………………………………………………...… Bibliographies………………………………….……………………………...……… |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| MPHY/503 | Mémoire master | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
