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Résumé :
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Dans notre étude, nous avons déposé un film transparent d'oxyde transparent par deux méthodes différentes, la première est la pyrolyse par pulvérisation pneumatique et la seconde est la pyrolyse par pulvérisation ultrasonique, pour étudier cinq facteurs et leurs effets sur les caractéristiques des couches minces d'oxyde de zinc. Dans la pyrolyse par pulvérisation pneumatique, nous avons déposé des films minces d'oxyde de zinc non dopés pour vérifier l'effet du débit de pulvérisation et de la pression de l'air de dépôt. Dans la pyrolyse par pulvérisation ultrasonique, nous avons divisé notre étude en deux parties. La première était d'étudier les effets de la température du substrat sur les propriétés des films minces d'oxyde de zinc non dopé et d'étudier l'effet des dopants en aluminium et en le fluor sur des films minces d'oxyde de zinc. L'ensemble des films minces d'oxyde de zinc a été analysé par de nombreuses techniques : la diffraction des rayons X, la microscopie électronique à balayage UV-Vis, l'effet Hall, la technique à quatre et deux pointes. Dans le procédé de pulvérisation pneumatique, nous avons observé que les films déposés à 0,5 jusqu'à 1,5 bar présentés une bande interdite d'environ 3,369 eV avec une conductivité électrique de 0,9 × 103 (Ω.cm)-1. Le spectre de diffraction des rayons X indiquait que les films étaient cristallins avec une structure hexagonale avec le seul pic de diffraction (002). Nous concluons qu'il existe un facteur très important pour obtenir les meilleures propriétés entre la pression de l'air de dépôt et le débit de la solution. Dans la deuxième partie, nous avons observé que la température du substrat était de 350 °C pour obtenir de bonne réaction sur le substrat, en plus que les diagrammes XRD montraient que les films ZnO avaient une nature polycristalline et une structure wurtzite hexagonale d’orientation préférentielle avec (100) et ( 002) à haute température, où la conductivité électrique des films ZnO est passée de 3,87 × 10-3 (Ω.cm)-1 à 41,58 (Ω.cm)-1. Ainsi que dans l'étude du dopage avec de l'aluminium ZnO, la diffraction des rayons X et l'analyse MEB ont montré que les films AZO sont été cristallisés en structure polycristalline avec une structure wurtzite hexagonale selon l'orientation de croissance (002), en outre il y a une diminution de la bande interdite de 3. 38 à 3. 27 eV, le plus faible une résistivité (2,32 x 10-3 Ω.cm) a été observée pour les films AZO avec 5 at%. En outre, l'effet du dopage au fluorine sur les propriétés des couches minces de ZnO est évident dans notre étude. Les films FZO ont montré que les films ont des pics qui correspondent à la structure wurtzite hexagonale de ZnO. Là où le pic de diffraction est le (002), l'ensemble des films FZO se densifient après 2% atomique de fluorine. Dans l'étude électrique, on observe que la conductivité électrique augmente lorsque le dopage augmente, 1.68 × 102 (Ω.cm)-1 à 5at% de dopage au fluorine. ABSTRACT : In our study we were deposited a transparent oxide conducting thin films by two different methods the first one is the pneumatic spray pyrolysis and the second one is the ultrasonic spray pyrolysis, for investigating on five factors and thier effect on zinc oxide thin films characteristics. In the pneumatic spray pyrolysis we have deposited undoped zinc oxide thin films for checking on the effect of spraying flow rate and the deposition air pressure. In the ultrasonic spray pyrolysis we have divided our study into two parts the first was for studying the effect of substrate temperature on the undoped zinc oxide thin films properties the second part was for studying how much the extent of the dopants effect aluminum and fluorine on the zinc oxide thin films. The whole of the zinc oxide thin films were analyzed by many different techniques X-ray diffraction, scanning electron microscopy UV-Vis, Hall effect, four and two probes technique. in the pneumatic spray method we have observed that the films the films processed at 0.5 up to 1.5 bar showed optical band gap of about 3.3965 with electrical conductivity of 0.9×103 (Ω.cm)-1, The X-ray diffraction spectrum indicated that the films were crystalline with hexagonal structure with the only diffraction peak (002).We conclude that there is a very important factor to get the best properties between deposition air pressure and solution flow rate. In the second part we observed that the appropriate substrate temperature is 350° for getting good reaction on top of the substrate, in addition to that the XRD patterns showed that the ZnO films have polycrystalline nature and a hexagonal wurtzite structure with (100) and (002) preferential orientation at high temperature, where the electrical conductivity of ZnO films was increased from 3.87×10-3 (Ω.cm)-1 to 41.58 (Ω.cm)-1. As well in the study of aluminum doping ZnO, the X-ray diffraction and SEM analysis exhibited that the AZO films were found polycrystalline structure with a hexagonal wurtzite structure along the (002) growth orientation, moreover there is a decreasing in the optical band gap from 3. 38 to 3. 27 eV, the lowest resistivity (2.32 × 10-3 Ω.cm) was observed for AZO films processing with 5 at% ratio. In addition the effect of fluorine doping on ZnO thin films properties is obvious in our study. Where the FZO films showed that the films have peaks correspond to the hexagonal wurtzite structure of ZnO. Where the intense diffraction peak is the (002),the whole of FZO films become denser after 2 at% of fluorine, in the electrical study, we observed that, the electrical conductivity increasing as the fluorine doping increases, where the highest value is 1,68×102 (Ω.cm )-1 at 5 at% of fluorine doping.
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