| Titre : | l'effet de la température du substrat et de la molarité sur les propriétés des couches minces de sulfure de zinc déposées par spray ultrasonique |
| Auteurs : | Habiba Benamra, Auteur ; Abdallah Attaf, Auteur |
| Type de document : | Mémoire magistere |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2013 |
| Format : | 1 vol. (85p.) / couv. ill. en coul / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Résumé : |
Dans ce travail nous avons élaboré des couches minces de sulfure de zinc par spray ultrasonique sur des substrats de verre. L'objectif de ce travail est d’étudié l'effet de la molarité et de la température du substrat sur les propriétés de ce matériau. Pour ceci nous avons analysées nos couches par diverses techniques: structurale, morphologique, optique et électrique; on divisant notre étude sur deux parties. La première série : Changement de la température du substrat de verre de 300°C jusqu'à 500°C, et les autres paramètres fixe, tels que la molarité de la solution et le temps de dépôt (0.1mol/l, 10min). La deuxième série : variation de la molarité de la solution de 0.05 mol/l jusqu’à 0.2mol/l en même temps les autres paramètres fixe, par exemple la température et le temps de dépôt (450°C, 10min). La caractérisation structurale des films par D.RX a montré que les films sont amorphe à la température inférieure à 350°C, et que leurs structure est poly cristalline à la température supérieur 350°C, cette étude nous à permis aussi de calculer la taille des grains et les déformations. Et la microscopie électronique à balayage nous à permis de connaitre la nature de la surface de nos couches. La caractérisation optique des films a été réalisée à l’aide de la spectrométrie UV- Visible dans la gamme spectrale allant de 300 nm à 850 nm. L’analyse des spectres de transmittance nous à permis de déterminer le gap et le désordre des films. La caractérisation électrique faite par l'effet Hall et la technique de deux pointes, nous à permis de déduire que nos couches sont isolantes. |
| Sommaire : |
Dédicace i Remerciement ii Sommaire iii Introduction générale 1 Chapitre I : les couches minces et les techniques de dépôts I. Introduction 4 I.1. Notion des couches minces 4 I.2. Mécanismes de croissance des couches minces 5 I.2.1. La nucléation 5 I.2.2. La coalescence 6 I.2.3. La croissance 7 1.3. Mécanismes élémentaires hors équilibre 8 I.4. Classification des modes de croissance 9 I.4.1. La croissance en îlots (mode Volmer-Weber) 9 I.4.2. La croissance en couches (mode Franck-Van der Merwe) 9 I.4.3. La croissance mixte (mode Stranski-Krastanov) 10 I.5. Les étapes pour déposer une couche mince 11 I.5.1. La source 11 I.5.2. Le transport 12 I.5.3. Le dépôt 12 I.5.4. L’analyse 13 I.6. Méthodes de dépôt des couches minces 13 I.6.1. Dépôts physiques en phase vapeur (PVD) 14 I.6.1.1. L’évaporation 14 I.6.1.1.1. Evaporation réactive 14 I.6.1.1 .2. Evaporation thermique sous vide 14 I.6.1.2. La pulvérisation 15 I.6.1.2.1. La pulvérisation cathodique 15 I.6.1.2.2. La pulvérisation DC 16 I.6.1.2.3. La pulvérisation Magnétron 17 I.6.1.2.4. Pulvérisation radiofréquence 18 I.6.2. Dépôt chimique en phase vapeur (CVD) 19 I.6.2.1.Technique de Spray CVD 19 I.6.2.2. Principe général du procédé spray 20 I.6.2.3. Les solutions de départ (source) 20 I.6.2.4. Génération de gouttelettes (transport) 21 I.6.2.5 Réaction chimique sur le substrat (dépôt) 21 Références du premier chapitre 22 Chapitre II : Propriétés générales des couches minces de sulfure de zinc et ces applications II. Introduction 24 II.1. Les semi-conducteurs II-VI 24 II.1.1. Propriétés physico-chimiques des composés II-VI 25 II.1.2. Propriétés cristallographiques des composés II-VI 25 II.1.2.1. Structure de la blend . 26 II.1.2.2.Structure de la wurtzite 26 II.2. Sulfure de zinc 27 II.2.1. Introduction 27 II.2.2. Les avantages principaux de ZnS 27 II.2.3. Propriétés générales de sulfure de zinc (ZnS) 28 II.2.3.1. Propriétés cristallographiques 28 II.2.3.2. Propriétés électrique 29 II.2.3.3. Propriétés optique 30 II.2.3.3. Propriétés thermodynamiques de sulfure de zinc 31 II.2.4. Structure électrique de bandes 31 II.2.5. Les applications de ZnS 32 II.2.5.1. Applications aux dispositifs photovoltaïques 32 II.2.5.2.Applications optoélectroniques dans les régions visibles et UV 33 Références du deuxième chapitre 35 Chapitre III : Elaboration des couches minces de ZnS et méthodes de caractérisation III.1.Introduction 37 III.2.Montage de spray ultrasonique 37 III.3.Procédure expérimentale 38 III.3.1.Choix du substrat de dépôt 38 III.3.2 .Nettoyage des substrats 38 III.3.3.Conditions expérimentales et préparation des solutions 39 a) Série de molarité 39 b) Série de température 40 III.3.4.Déposition des couches 40 III.4.Techniques de caractérisations générales de sulfure de zinc (ZnS ) 41 III.4.1.Mesure de l’épaisseur 41 III.4.1.1. Mesure de l’épaisseur par M.E.B 41 III.4.1.2. Par spectroscopie de transmission 42 III.4.1.3. Par profilomètrie 43 III.4.2.Caractérisation structurale des couches minces 44 III.4.2.1.Diffraction par rayons X 44 III.4.2.2. Principe de fonctionnement 44 III.4.2.3. Principes de mesure 45 III.4.2.4. L’appareillage utilisé dans cette étude 46 III.4.2.5. Détermination de la taille de grains 46 III.4.2.6. Détermination des contraintes 47 III.4.3. Caractérisation morphologique des couches minces 48 III.4.3.1.La microscope électronique à balayage M.E.B 48 III.4.3.2.Principe de mesure de MEB 49 III.4.3.3.Analyse par E.D.S 51 III.4.4. Caractérisations optiques des couches minces 51 III.4.4.1. La Spectroscopie UV-Visible 52 III.4.4.2. Mesures des propriétés optiques 53 III.4.4.2.1. Mesure du gap optique 53 III.4.4.2.2. Deterination de l’énergie d’Urbach 54 Références du troisième chapitre 55 Chapitre IV: Résultats et discussion IV .Introduction 57 IV.1.L’effet de la température sur les propriétés des couches de ZnS. 57 IV.1.1. Propriétés structurales des couches minces de ZnS 57 IV.1.1.1.Variation de la vitesse de croissance 57 IV.1.1.2. Propriétés structurales par D.R.X. 59 IV.1.1.3. la taille des grains 62 IV.1.1.4.Les contraintes et les déformations 63 IV.1. 2. Propriétés morphologique des couches minces de ZnS par M.E.B 64 IV.1.3. Analyse par EDS (spectroscopie à dispersion énergétique) 66 IV.1.4. Propriété optique des couches minces de ZnS 67 IV.1.4 .1. Transmittance 67 IV.14 .2.Gap optique 68 IV.14 .3. Désordre (énergie d'Urbach ) 69 IV.1.5.Propreté électrique des couches minces de ZnS 70 IV-2 .L’effet de la molarité sur les propriétés des couches de ZnS. 71 IV.2.1. Propriétés structurales des couches minces de ZnS 71 IV.2.1.1.Variation de la vitesse de croissance 71 IV.2.1.2. Propriétés structurales par D.R.X. 72 IV.2.1.3. la taille des grains 74 IV.2.1.4.Les contraintes et les déformations 76 IV.2. 2. Propriétés morphologique des couches minces de ZnS par M.E.B 77 IV.2.3. Analyse par EDS (spectroscopie à dispersion énergétique) 78 IV.2.4. Propriété optique des couches minces de ZnS 79 IV.2.4.1. Transmittance 79 IV.2.4.2.Gap optique 80 IV.2.4.3. Désordre (énergie d'Urbach) 81 IV.2.5. Propriété électrique des couches minces de ZnS 81 Références du quatrième chapitre 82 Conclusion générale 85 |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/4163/1/m%C3%A9moire%20finale%20%20benamra.pdf |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TPHY/28 | Mémoire de magister | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
