| Titre : | L'effet des solvants sur les propriétés des couches minces du TiO2 élaborées par spray pyrolyse ultrasonique |
| Auteurs : | Rania Toumi, Auteur ; Aicha Karbiche, 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, 2021 |
| Format : | 1 vol. (60 p.) / couv. ill. en coul |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | dioxyde de titane (TiO2) ; couche mince ; différents solvants ; spray ultrasonique ; les propriétés optiques et électriques et structural. |
| Résumé : |
Dans ce travail nous avons élaboré des couches minces d’oxyde de titane (TiO2) par le technique spray ultrasonique en utilisant le tétra-isopropoxide de titane comme source. L'effet des solvants et du traitement thermique sur les propriétés structurales, morphologiques, optiques et électriques de ces films ont été étudiés. Afin d’étudier les propriétés de nos films on a utilisé plusieurs techniques de caractérisations qui sont : DRX, MEB, UV-VIS et la technique de quatre pointes. - L'analyse par diffraction des rayons X a montré que les films sont de nature polycristallines ayant une structure cristalline tétragonale avec une orientation préférentielle des grains selon le plan (101). Dans le cas des films déposés par le Methoxyethanol, l'état cristallin de ces films s'est amélioré grâce au traitement thermique. - L'amélioration de la transmittance des films de TiO2 était étroitement liée à la concentration d’oxygène dans la structure des films. L’énergie de gap (direct et indirect) de nos films varie entre 3,24 eV et 3,75 eV. - L’étude morphologique montre que la surface des films et la forme des grains ne changent pas avec le changement du solvant utilisé. - L’étude électrique de nos films par la méthode de quatre points montre que les films déposés par le Methanol ont la plus faible conductivité (6.85*102) (Ω.cm)-1. |
| Sommaire : |
SOMMAIRE Dedicace......................................... III Remerciements........................................................... V Sommaire…………...................................................................VI Introduction générale………....................................................................1 Chapitre I: Généralités sur le dioxyde de titane (TiO2) I.1 Couche mince ............................................................. 3 I.1.1 Définition d’une couche mince .................................................. 3 I.1.2 Mécanismes de croissance des couches minces.......................................... 3 I.1.3 Classification des Modes de croissance .............................................. 3 a) Type couche (appelé Frank-van der Merwe) : ............................... 3 b) Type îles (appelé Volmer-Weber) : ..................................................... 4 c) Type mixte (appelé Stranski-Krastanov) : ............................................... 4 I.1.4 Procédure de dépôt des couches minces .................................................. 4 I.2 les oxydes transparents conducteurs (OTC).............................................. 5 I.2.1 Définition d’un OTC ................................................ 5 I.3 Le dioxyde de titane (TiO2) ………..........................................5 I.3.1 les propriétés du dioxyde de titane..................................................... 6 I.3.1.1 propriétés cristallographiques.............................................................. 6 ➢ La phase rutile..............................................................................6 ➢ La phase anatase ………...................................................................7 ➢ La phase brookite.................................................................................7 I.3.1.2 Propriétés électroniques.............................................................. 8 I.3.1.3 Propriétés optiques.......................................... 9 I.3.2 Les applications de TiO2 ................................................................... 9 I.3.2.1 Application dans le domaine l’optique....................................... 9 I.3.2.2 Applications photovoltaïques ................... 10 I.3.2.3 Application photocatalytique du TiO2................................ 10 Chapitre II: Technique de dépôt et méthodes de caractérisation des couches minces. II.1 Techniques de dépôt des couches minces .............................................. 14 II.1.1 La méthode Sol-gel............................................................... 15 II.1.2 La méthode de spray pyrolyse .......................................... 15 II.1.2.1 Définition ...................................................... 15 II.1.2.2 Modes d’atomisation............................................................. 17 II.1.2.2.1 Spray pneumatique………….....................................................17 II.1.2.2.2 Spray électrostatique…………................................................17 II.1.2.2.3 Spray ultrasonique…………...................................................17 II.1.2.3 Modèles de dépôt par spray pyrolyse……….….....................................18 II.1.2.3.1 Processus du dépôt par spray…………...........................18 II.1.2.3.1.a) Génération de l′aérosol………….....................................18 II.1.2.3.1.b) Transport de l’aérosol …………...................................18 II.1.2.3.1.c) Décomposition précurseurs…………..............18 II.2 Méthodes de caractérisation des couches minces ......................... 20 II.2.1 Diffractométrie des rayons X (DRX) .................................................. 20 II.2.2 La spectroscopie (UV-VISIBLE) ..................................................... 21 II.2.3 Microscope électronique à balayage (MEB) ........................................ 22 II.2.3.1 L’analyse EDS ...................................................................... 23 II.2.4 La technique de quatre points .......................................................... 23IX Chapitre III: Préparation et caractérisation des couches minces de TiO2. III.1 Les solutions utilisées dans le dépôt .................................................. 25 III.1.1 Le précurseur................................................ 25 III.1.2 Le catalyseur ......................................................................... 25 III.1.3 Les solvants....................................................................... 26 III.2 Préparation de la solution de dépôt.............................. 26 III.3 Les substrats....................................................................................... 26 III.3.1 Choix du substrat de dépôt................................................................. 26 III.3.2 Nettoyage des substrats .................................................................... 27 III.4 Dépôt des couches minces..................................................... 27 III.4.1 Choix de l’étude et des paramètres ................................................ 27 III.4.2 Montage expérimentale...................................................................... 28 III.5 Test d’adhérence .......................................................................... 30 III.6 L’effet du recuit ............................................................................. 30 III.7 Méthodes de calcul des paramètres des couches minces TiO2.............................. 31 III.7.1 Mesure structurale............................. 31 III.7.1.1 La taille des grains (D) ...................................................... 31 III.7.1.2 La déformation ................................................................... 32 III.7.2 Mesures des propriétés optiques ................................................. 32 III.7.2.1 L’épaisseur par méthode des franges d’interférences........................ III.7.2.2 L’énergie de gap ................................................... 33 III.7.2.3 Le désordre (Eu)....................... 34 III.7.3 Mesures des propriétés électriques.................... 35 III.8 Résultats et discussions.................................................. 36 III.8.1 Influence du solvant et le traitement thermique (recuit) sur les propriétés structural ....................................................................... 36X III.8.1.1 L’épaisseur et la vitesse de .... 36 III.8.1.2 Diffraction des rayons X.......................................................... 38 III.8.1.3 Taille des grains.............................................................. 41 III.8.1.4 La déformation Ɛ ..................................................... 43 III.8.2 Caractérisation optique.............................................................. 45 III.8.2.1 Spectres de transmittance ...................................... 45 III.8.2.2 L’énergie de gap ........................................................................... 46 III.8.2.3 L’énergie d’Urbach................................................................... 47 III.8.3 Caractérisation morphologique ..................................................... 49 III.8.3.1 Caractérisation par spectroscopie en dispersion (EDS)................................. 51 III.8.4 Caractérisation électrique......................................................... 54 Conclusion générale........................................................................57 Référence ................................................................................... 60 |
| Type de document : | Mémoire master |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| MPHY/564 | Mémoire master | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
