Elaboration et caractérisation optique des couches minces de ZnO dopé ou Co-dopéobtenues par méthodesol-gel

Abstract

Le but de ce travail est l’élaboration des couches minces du ZnO purs et dopées ( 1-5) % au Lanthane (La) sur des substrats en verre, par la technique d’immersion(dip coating) d’une part, et l’étude de l’effet de nombre d’immersions ainsi que l’effet de dopage sur les propriétés: structurales, morphologiques,électriques et optiques des couches élaborées.D’abord, la caractérisation (DRX) des couches pures montre qu’ils sont poly cristallines, de structure wurtzite Hexagonale, dont les couches épaisses montrent les meilleures textures suivant l’axe (002). Ensuite, les spectres Raman ont confirmé les bons résultats de DRX, tandis que les spectres UV-visible montrent une bonne transparence (85% -95%) dans (DRX) ont montrés une structure hexagonale, des grains orientés préférentiellement suivant la direction (002), et soumises à des contraintes considérables de compression (jusqu’à -3.65 GPa) sert à réduire leurs tailles cristallines (de 15.47 nm à 9.01 nm). Cependant, les images (MEB) révèlent que les couches sont composées d’un réseau de rides dues aux contraintes résultantes, sous forme des micro-tiges reparties sur leurs surfaces. Leurs densités augmentent mais leurs diamètres diminuent. Les images (AFM ont confirment les résultats de DRX, elles montrent une croissance verticale et préférentielle des grains suivant la direction (002), aussi que les couches de ZnO pure sont constituées des grains répartis dans une structure mixte ondulée, contenant des vallées et des crêtes, avec une valeur RMS entre6.37 nm et 0.539 nm. Mais l’analyse (UV-visible) des couches préparées, montre une grande transparence (85%-98%) dans le visible avec un gap optique altéré (de 3.212 eVa 3.246 eV). les mesures électriques exorbitent un caractère résistif, due de la collision des électrons dans les joints de grains. A cause des excellentes propriétés des films synthétisées: la mono-orientation (002), taille réduite des cristallites et la haute transparence, elles peuvent utilisées comme: fenêtre optique dans les cellules voltaïques, des substrats polarisateurs pour applications photo-catalytiques, capteur de gaz, extraction des métaux lourds (dépollution des eaux)ou dans des applications antibactériennes.