| Titre : | Dépôt et Caractérisation des couches minces de ZnO par spray ultrasonique |
| Auteurs : | N. Lehraki, 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. (115 p.) / couv. ill. en coul / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Précurseurs de zinc, Concentration molaire, Couches minces de ZnO:Sn, Recuit, Propriétés Structurelles, Optiques et Electriques |
| Résumé : |
Dans ce présent travail, nous avons étudié un certain nombre de paramètres affectant la formation de films minces de ZnO déposés avec la technique de spray ultrasonique. Tout d'abord, nous avons étudié l'effet de trois solutions de source de zinc en modifiant la molarité de la solution de départ. Deuxièmement, nous avons étudié l'effet du dopage à l'étain dont les taux sont 1, 3, 5, 7 et 9 wt% sur des films minces d'oxyde de zinc. Et troisièmement, une étude de l'effet de recuit a été réalisée sur les propriétés structurelles, optiques et électriques des films minces de ZnO à différentes températures. Afin d'analyser et d'étudier nos films élaborés, nous avons utilisé diverses techniques à savoir la diffraction des rayons X pour déterminer la structure des films minces, la microscopie électronique à balayage pour observer la morphologie des surfaces, la spectroscopie UV-visible pour évaluer les propriétés optiques et la mesure quatre -pointe pour calculer la résistivité électrique de différentes couches de ZnO. Les meilleures propriétés ont été obtenues pour les couches minces d'oxyde de zinc de molarité égale à 0,2 mol/l à une température de 400 °C avec de l'acétate de zinc comme solution de départ, ainsi que pour la couche mince dopée à l'étain à 7wt % et recuite à une température estimée de 425°C avec un facteur de mérite de l'ordre de 6.10 -4/ohm. |
| Sommaire : |
Remerciements…………………………………………………………………….......... i Table des matières………………………………………………………………………. iii Liste des figures……………………………………………...…………………………. vi Liste des Tableaux……………………………………………………………………… ix Introduction générale…………………………………………………………………… 1 Chapitre I: Bibliographie sur l’oxyde de Zinc. I-1 Introduction……………………………………………………………………….. 6 I-2 Matériau : ZnO…………………………………………………………………… 6 I-3 Différentes propriétés de ZnO……………………………………………………. 6 I-3-1 Structures cristallographiques du ZnO ………………………………………. 6 I-3-2 Structure de bande électronique du ZnO ……………………………………... 9 I-3-3 Propriétés optiques ………………………………………………………….. 10 I-3-4 Propriétés électriques ………………………………………………………… 11 I-3-4-1 Dopage de type n ………………………………………………………… 12 I-3-4-2 Dopage de type p ………………………………………………………… 12 I-3-5 Les morphologies du ZnO …………………………………………………… 12 I-4 Conclusion ………………………………………………………………………… 13 Références bibliographique du chapitre I …………………………………………….. 14 Chapitre II: Généralité sur les couches minces et techniques de déposition. II-1 Introduction …………………………………………………………………… 19 II-2 Définition d'une couche mince……………………………………………………. 19 II-3 Mécanisme de formation d'une couche mince……………………………………... 19 II-4 Techniques des dépositions des couches minces…………………………………... 23 II-5 Spray Pyrolyse (SP)………………………………………………………………... 24 II-5-1 Classification des techniques de spray pyrolyse. …………………………… 25 II-5-1-1 Le principe de fonctionnement d’un atomiseur ultrasonique……………. 26 II-5-1-2 La capacité d’application………………………………………………… 27 II-5-1-3 La prédiction de la taille des gouttelettes………………………………... 27 II-5-2 Avantages et les inconvénients du spray pyrolyse…………………………… 29 II-5-3 Processus de dépôt impliqués dans spray pyrolyse…………………………. 30 II-6 Conclusion…………………………………………………………………………. 31 Références bibliographique du chapitre II. …………………………………………..... 32 Chapitre III : Méthode d’élaboration et de caractérisation des couches minces. III-1 Introduction…………………………………………………………………... . 35 III-2 Déposition par spray ultrasonique……………………………………………….. 35 III-2-1 Conditions expérimentales avant déposition………………………………… 35 III-2-2 Déposition des couches minces. …………………………………………….. 36 III-3 Techniques de caractérisations…………………………………………………… 37 III-3-1 Caractérisation structurale. …………………………………………………. 38 III-3-1-1 La diffraction des rayons X. ………………………………………….. 38 III-3-1-1-1 Coefficient de texture…………………………………………….. 39 III-3-1-1-2 Paramètres de maille. …………………………………………….. 40 III-3-1-1-3 Mesure la taille des grains. ………………………………………. 41 III-3-1-1-4 Mesure les contraintes des couches. ……………………………... 42 III-5-1-1-5 Densité de dislocation de couche mince…………………………. 44 III-3-2 Caractérisation morphologique. …………………………………………….. 44 III-3-2-1 La microscopie électronique à balayage……………………………….. 44 III-3-2-2 La spectroscopie à dispersion d’énergie (EDX)……………………….. 45 III-3-3 Caractérisation optique………………………………………………………. 46 III-3-3-1 Mesure de la transmittance. ………………………………………… 46 III-3-3-1-1 Mesure du gap optique. ………………………………………… 46 III-3-3-1-2 Mesure de l’énergie d’Urbach. ………………………………… 47 III-3-3-1-3 Indice de réfraction. ……………………………………………. 48 III-3-4 Caractérisation électrique……………………………………………………. 49 III-3-4-1 Mesure de la résistivité électrique. ………………………………. 49 III-4 Condition d’optimisation des couches minces…………………………………… 51 III-5 Conclusion………………………………………………………………………. 51 Références bibliographiques du chapitre III. …………………………………………... 52 Chapitre IV : Effet de précurseur de Zinc sur les propriétés des couches minces de ZnO (Résultats et discussions) IV-1 Introduction……………………………………………………………………… 56 IV-2Caractérisations morphologiques………………………………………………… 57 IV-3 Caractérisations structurale……………………………………………………… 59 IV-3-1 Texture coefficient………………………………………………………… 62 IV-3-2 Paramètres de maille a et c………………………………………………….. 63 IV-3-3 les contraintes bi-axiales……………………………………………………. 64 IV-3-4 Taille des grains……………………………………………………………. 65 IV-3-5 Dislocations………………………………………………………………… 66 IV-4 Caractérisations optiques…………………………………………………………. 67 IV-4-1 Caractérisation par la spectroscopie UV-Vis……………………………… 67 IV-4-1-1 Energie du gap……………………………………………………… 69 IV-4-1-2 Energie d’Urbach…………………………………………………… 71 IV-4-1-3 Indice de réfraction…………………………………………………. 72 IV-5 Conclusion………………………………………………………………………. 74 Références bibliographiques du chapitre IV…………………………………………… 75 Chapitre V : Elaboration et caractérisation des couches minces deZnO :Sn(Résultats et discussions) V-1 Introduction……………………………………………………………………….. 80 V-2 Caractérisation des couches minces de ZnO : Sn (Avant recuit)………………… 81 V-2-1 Analyse de composition (Etude par microanalyse)…………………………. 81 V-2-2 Caractérisation structurales…………………………………………………. 83 V-2-3 Caractérisation morphologique……………………………………………... 88 V-2-4 Caractérisation optique……………………………………………………… 89 V -2-4-1 Spectre de Transmission………………………………………………. 89 V -2-4-2 Détermination de la largeur de la bande interdite……………………... 90 V -2-4-3 Détermination de l’énergie d’Urbach………………………………….. 92 V-2-5 Caractérisations électriques ………………………………………………… 94 V-2-5-1 La conductivité électrique ……………………………………………. 94 V-2-6 Les conditions optimisées en vue l’application opto-électrique…………….. 95 V-3 Caractérisation des couches minces de ZnO : Sn (Après recuit)………………….. 97 V-3-1-Le recuit pour le cas de précurseur de Nitrate de Zinc ……………………. 99 V-3-1-1 Caractérisation électrique………………………………………………. 99 V-3-1-2 Caractérisation optique……………………………………………….... 99 V-3-1-2-1 Spectre de transmission …………………………………………... 99 V-3-1-3 Caractérisation structurale……………………………………………. 100 V-3-2- Le recuit pour le cas de précurseur de l’acétate de Zinc………………….. 102 V-3-2-1 Caractérisation électrique et optique………………………………….. 102 V-3-2-2 Caractérisation structurale……………………………………………. 104 V-4 Conclusion………………………………………………………………………… 108 Références bibliographiques du chapitre V…………………………………………….. 109 Conclusion générale…………………………………………………………………….. 115 |
| Type de document : | Thése doctorat |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/id/eprint/5583 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TPHY/115 | Théses de doctorat | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
