| Titre : | Dopage et caractéri sat ion des couches minces d'oxyde de Zinc déposées par spray pyrolyse Ul trasonique. |
| Auteurs : | Fouad Bouaichi, Auteur ; Abdallah Attaf, Auteur |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Année de publication : | 2010 |
| Format : | 1 vol. (84 p.) / couv. ill. en coul / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Zinc oxide ; Al-Zinc oxide ; ultrasonic spray process |
| Résumé : |
Ultrasonic sprayed undoped and Aluminum doped zinc thin film were deposited on glass substrates, the effect of the deposition condition (molarities, Al contents..) on the optical, structural and morphological properties have been studied. The study of optical properties from transmission spectra shows a slightly transmission value for Al:ZnO and becomes high for undoped ZnO. X-ray diffraction shows that these layers prepared for a spray solution of 1- 8%at.%Al doping rate are crystallized and oriented preferentially in the (002) direction. The thickness films were visualized by Scanning Electron Microscope photographs, we have found that the addition of zinc acetate to the starting solution increases the thickness, a further increase in the [Al/Zn] ratio leads to a decreases in the thickness. |
| Sommaire : |
Dédicaces………………….……………………………….………………….. i Remerciement…………………………………………………………………. ii Sommaire……………………………………………..……………………….. iv Introduction générale ………..…………………………………………….…... 1 Introduction générale…………………………………………………………………… 1 Chapitre I: couches minces de ZnO et technique de dépôt I.1. Introduction ………………………………………………………………………… 5 I.2.Couches minces d'oxyde de zinc et techniques de dépôts…………………………... 5 I.2.1. Définition d'une couche mince…………………………...………………………. 5 I.3. les méthodes de dépôt des couches minces de ZnO………………….…………….. 6 I.3.1. Dépôt en phase vapeur (Chemical vapor deposition CVD) ……………………… 6 Principe et conditions d’expérience ………………………………………………. 6 I.3.2. Dépôts physiques en phase vapeur ……………………………………………… 6 Définition…………………………………………………………….................... 6 I.3.2.1. Evaporation……………………………………………………………………... 7 I.3.2.1.1. Evaporation réactive………………………….………….…………………… 7 I.3.2.1.2. Evaporation directe à deux étapes……………………………………………. 7 I.3.2.2. Pulvérisation……………………………………………………………..……... 7 I.3.2.2.1. Pulvérisation cathodique …………………………………………….………. 7 Principe…………………………………………….………….……………….. 7 I.3.2.2.2. magnétron DC…………………………….………….…………….…………… 8 I.3.2.2.3. pulvérisation Radio Fréquence : Sputtering………….…………….…………... 8 I.3.2.2.4. Pulvérisation réactive …………………….………….…………….…………… 10 I.3.2.3. Ablation laser …………………….………….…………….………….………... 11 I.4. Les oxydes transparents conducteurs (TCO) …….…………….………….……….. 12 I.4.1. Choix d’un OTC …….…………….………….……….…….………….……….. 12 I.4.2. Le choix du ZnO…….…………….………….……….…….………….………... 13 I.5. Le choix de procédé …….…………….………….……….…….………….………. 13 I.6. Propriétés générales de ZnO ………….………….……….…….………….……… 14 I.6.1. Propriétés cristallographiques ……….………….……….…….………….……… 14 I.6.1.1. Structure cristalline ……….………….……….…….………….………………. 14 I.6.2. Structure électronique des bandes…….……….…….………….……………….. 16 ivI.6.3. Propriétés optiques et luminescence….……….……..………….……………….. 18 I.7. Applications optoélectroniques ….……….…….…….…….……………………… 18 Chapitre II : Elaboration et caractérisation des couches minces de ZnO dopé Al par spray ultrasonique II.1 Introduction….……….…….………….…………………………………………… 20 II.2 La technique de spray ultrasonique…….…………………………………………... 20 II.2.1 Pulvérisation ultrasonique des liquides…………………………………………... 20 II.2.2 Montages expérimental utilisé…………………………………………...……...... 21 II.2.2.1 Les éléments du Montage…………………………………………...…….......... 23 II.3 Procédure expérimentale…………………………………………...……................. 23 II.3.1 Choix du substrat de dépôt……………………………………...……................... 23 II.3.2 Nettoyage des substrats……………………………………...……........................ 23 II.3.3 Préparation des solutions……………………………………...……...................... 24 II.4 L'acétate de zinc……………………………………...……...................................... 24 II.4.1 Propriétés physiques………………………………...……..................................... 24 II.4.2 Les sources des dopages…………………………...……....................................... 25 II.5 Les conditions expérimentales…………………………...……................................ 26 II.6 Déposition des couches…………………………...……........................................... 27 II.7 Les paramètres modulables…………………………...……..................................... 28 II.8 Dopage en semi conducteur …………………………...……................................... 29 II.8.1 Semi-conducteurs dopés …………………………...……...................................... 30 II.8.2 Atomes donneurs et accepteurs ……………………...……................................... 32 II.8.3 Modification de la structure en bande d’énergie …...……..................................... 32 II.8.4 Les dopants du ZnO…...……...................................…...……............................... 33 II.9 Les méthodes de caractérisation..................................…...……................................ 34 II.9.1 Caractérisations structurales .....................................…...……............................... 34 II.9.1.1 Diffraction de rayons X .....................................…...……................................... 34 II.9.1.1.1 Principe ....................................................... 34 II.9.1.1.2 Détermination des contraintes et de la taille des grains ................................... 36 II.9.1.1.2.1 Taille des grains .......................…...……....................................................... 36 II.9.1.1.2.2 Détermination des contraintes.…...……........................................................ 37 II.9.1.2 La microscopie électronique à balayage (MEB) ................................................. 38 II.9.1.3 L'analyse EDS .......................…...……................................................................ 40 II.9.2 Caractérisations optiques ..................................…...……....................................... 40 II.9.2.1 La spectroscopie UV-visible ...........................…...……..................................... 41 vII.9.2.1.1 Détermination de l'épaisseur ...........................…...…….................................. 43 II.9.2.1.2 Détermination de l'indice de réfraction ...........…...…….................................. 44 II.9.2.1.3 Détermination des coefficients d’absorption ...…...…….................................. 44 II.9.2.1.4 Détermination de la largeur de la bande interdite et de l’énergie d’Urbach .... 44 II.9.2.2 L’ellipsométrie ...…...…….....................................…...…….............................. 45 II.9.3 Mesure des propriétés électriques.…...……........................................................... 46 II.9.3.1 La technique de deux pointe.…...……............................................................... 46 II.9.3.1.1 Mesure de la conductivité.…...…….................................................................. 47 II.9.3.2 La mesure par effet Hall .…...…….......................... 48 Chapitre IV : Résultat et discussions III.1 Introduction….……….…….………….…………………………………………… 52 III.2. Cinétique de croissance des films……............................... 52 III.3. Propriétés structurales……...................................................... 53 III.3.1. Taille des grains…….................................................... 55 III.3.2. Etude des contraintes……............................................................. 56 III.3.3. Caractérisation microstructurale ……............................................... 56 III.3.4. L'analyse EDS……....................................................... 58 III.4. Propriétés optiques…….................................................. 60 III.4.1. Désordre (énergie d'Urbach)……................................ 62 III.4.2. Gap optique……................................................. 63 III.4.3. Indice de réfraction……............................................................. 64 III.5. Les propriétés électriques……....................................... 65 III.5.1. Conductivité électrique……..................................... 65 III.5.2. La mesure par l’effet de HALL …….................... 67 Conclusion générale………………………………………………………………………. 68 Références………………………………………………………………………………… 69 |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/3474/1/th%C3%A8se%20complet%20fouad23.06.2010%20complet.pdf |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TPHY/112 | Mémoire de magister | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
