Traitement de l’oxyde de zinc et étude de ses propriétés physicochimiques superficielles
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Date
2014
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Abstract
L’étude menée dans le cadre de cette thèse a porté sur des couches minces d’oxyde de
zinc préparées par pulvérisation cathodique, par évaporation sous vide de couches de zinc
puis leurs oxydations thermiques et par spray pyrolyse ultrasonique. La technique de spray
pyrolyse ultrasonique a permis d’obtenir des couches non dopées et dopées à des
concentrations de 2%, 4%, 6%, 8% et 10%. Les couches préparées par les différentes
techniques ont une orientation préférentielle suivant les plans (002), leurs granulométries sont
de formes et de tailles dépendantes des conditions d’élaboration.
Les résultats montrent que la taille des grains, le gap, le paramètre de structure,
évoluent en fonction du taux de dopage. La taille des grains des films non dopés est de l’ordre
de 53nm et passe à 15nm pour les couches dopées 2% Sn puis augmente de 15nm à 20nm
lorsque le taux de dopage varie de 2% à 8% et décroît de nouveau à 15 nm pour 10% Sn. Pour
les couches obtenues par oxydations thermiques, elle est de l’ordre de 30nm pour celles
obtenues par pulvérisation cathodique et pour celles préparées par oxydation thermique sur le
substrat en alumine et de l’ordre de 60nm pour les couches préparées par oxydation sur le
substrat en verre. Les valeurs du gap optique déduites des spectres de transmission des films
préparés par spray pyrolyse varient entre 3,22eV pour 0% Sn et 3,28eV pour 8% Sn suivi
d'une diminution pour des niveaux de dopage supérieurs à 8% et 10%. Le gap reste de l’ordre
de 3,2eV à 3,3eV pour les couches obtenues par oxydation thermique. Ces couches ont une
excellente transparence dans le visible.
Les adsorptions et les désorptions de l’oxygène gazeux provoquent des variations de la
résistance électrique des couches en fonction de la température.