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Titre : SnO2 en couches minces étude d’un dopage et co-dopage a l’Al et Sb Type de document : texte imprimé Auteurs : Ziani ,Faten, Auteur ; Hamici, Melia, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2019 Importance : 1 vol (59 f .) Format : 29 cm Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Physique Index. décimale : 530 Physique Résumé : Dans le présent travail, nous avons préparé des couches minces dioxyde d’étain non
dopés et dopé Aluminium (Al) et antimoine (Sb) avec un taux de dopage de 9%. Les couches
du SnO2 sont préparées à partir de sel d’étain par la voie sol gel. Nous avons aussi Co-dopé Ã
Al /Sb. Nos films ont été déposés par spray ultrasonique et dip-coating sur des substrats en
verre ordinaire. Nous avons analysé ces couches minces de SnO2 par différentes techniques
pour mettre en évidence la structure cristalline du composé. Nous avons enregistré les
transmittances qui été dans l’ordre de 80% à 99 % dans le visible. Nous avons étudié
l’influence du dopage et de co-dopage et nous l’avons trouvé compris entre 3.85Note de contenu : Sommaire
Table des matières
Introduction générale ................................................................................................................. 1
Chapitre I: Généralités sur le SnO2 ............................................................................................ 3
I.1. Introduction .......................................................................................................................... 3
I.2. Semi-conducteurs ................................................................................................................. 4
I.2.1. Semi-conducteur intrinsèque ......................................................................................... 4
I.2.2. Semi-conducteur extrinsèque ........................................................................................ 4
I.3. Oxydes transparents et conducteurs .................................................................................... 5
I.3.1. Propriétés ce L’oxyde d’étain ....................................................................................... 6
a) Propriétés physico-chimiques ...................................................................................... 6
b) Propriétés structurales ................................................................................................ 6
c) Propriétés électroniques .............................................................................................. 7
d) Propriétés optiques ...................................................................................................... 9
I.4. Rôle de dopage ................................................................................................................... 10
Chapitre II : Techniques d’élaboration ..................................................................................... 11
II.1. Procède sol gel ................................................................................................................. 11
II.1.1. Historique .................................................................................................................. 11
II.1.2. Définition ................................................................................................................... 11
II.1.3. Principes physico-chimiques ..................................................................................... 12
II.1.3.1. Les précurseurs ................................................................................................... 12
II.1.3.2. Mécanismes réactionnels .................................................................................... 12
II.1.4. La transition sol-gel ................................................................................................... 13
II.1.5. Paramètres influençant la cinétique des réactions .................................................... 14
II.1.6. Dépôt de couche mince par voie sol-gel .................................................................... 14
II.1.6.1. Trempage-tirage ou dip-coating ......................................................................... 14
II.1.6.2 Centrifugation ou spin-coating ............................................................................ 15
II.1.6.3. L’enduction laminaire Ou roll-coating ............................................................... 16
II.1.6.4. L’aérosol-gel ou le spray–coating ...................................................................... 16
II.1.6.5. Séchage et traitements thermiques ...................................................................... 17
a) Le séchage des couches minces ................................................................................. 17
b) Le traitement thermique des couches minces ............................................................ 17
II.1.7. Avantages et inconvénients ........................................................................................ 18
II.2. Procédé Spray Pyrolyse .................................................................................................... 18
Table des matières
II.2.1. Historique .................................................................................................................. 18
II.2.2. Définition ................................................................................................................... 18
II.2.3. Principes .................................................................................................................... 19
II.2.4. Avantages ................................................................................................................... 19
Chapitre III : Techniques de caractérisation ............................................................................ 20
III.1 Diffraction des rayons x .................................................................................................. 20
III.1.1. Principe ................................................................................................................... 20
III.1.2 Diffractomètre à rayons X ......................................................................................... 21
III.2. Microscopie électronique a balayage ............................................................................. 21
III.2.1. Principe .................................................................................................................... 22
III.3. La spectroscopie UV-VIS ................................................................................................ 23
III.3.1. Principe .................................................................................................................... 23
III.4. La spectroscopie infrarouge ........................................................................................... 24
III.4.1. La spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier en transmission ................. 24
III.5. L’effet hall ....................................................................................................................... 24
Chapitre IV : Résultats et discussion........................................................................................ 27
IV .1. Elaboration des échantillons .......................................................................................... 27
IV.1.1. Eléments chimiques intervenant dans la préparation des solutions ......................... 27
IV.2. Préparation des solutions ................................................................................................ 29
IV.2.1. Préparation de la solution pure ................................................................................ 29
IV.2.2 Préparation des solutions dopées en Aluminium et Antimoine ................................. 29
IV.2.3. Préparation des solutions Co-dopées en aluminium et antimoine ........................... 31
IV.3. Nettoyage des substrats .................................................................................................. 31
IV.4. Dépôt des couches minces par dip coating ..................................................................... 32
IV.5. Dépôt des couches minces par spray ultrasonique ......................................................... 33
IV.6. Propriétés structurales .................................................................................................... 35
IV.6. 1. Effet de la méthode de dépôt .................................................................................... 35
IV.6. 2. L’effet du dopage à l’aluminium et à l’antimoine ................................................... 36
IV.6. 3. L’effet du Co dopage en aluminium et en antimoine ............................................... 37
IV.6.4. Taille des grains et Paramètres de maille ................................................................ 38
IV.6.4.1. Effet de la méthode de dépôt .............................................................................. 38
IV.6.4.2. L’effet du dopage en aluminium et en antimoine ............................................... 39
IV.6.4.3. L’effet du Co dopage en aluminium et en antimoine ................................................. 39
IV.7. Observation par microscopie électronique à balayage (MEB) ....................................... 39
Table des matières
IV.7.1. Influence du la méthode de dépôt ............................................................................. 39
IV.7.2. Influence du dopage ................................................................................................. 40
IV.8. propriétés optiques .......................................................................................................... 41
IV.8. 1. Spectre de transmittance .......................................................................................... 41
IV.8.1.1. Effet de la méthode de dépôt .................................................................................. 41
IV.8.1.2. Effet de recuit ..................................................................................................... 42
IV.8.1.3. L’effet du dopage en Aluminium et en Antimoine .............................................. 43
IV.8.1.4. L’effet du Co- dopage en aluminium et en antimoine ........................................ 44
a) Gap optique ............................................................................................................... 45
b) Indice de réfraction ................................................................................................... 46
IV.8.2. Analyse par la spectrométrie infrarouge (IR) ........................................................... 48
IV.8.2.1. L’effet du dopage à l’aluminium et à l’antimoine .............................................. 49
IV.8.2.2. L’effet du Co-dopage à l’aluminium et à l’antimoine ........................................ 50
IV.9. Caractérisations électriques ............................................................................................ 50
IV.9. 1. Concentration en porteurs de charges..................................................................... 50
IV.10. Caractérisation par spectroscopie de fluorescence X ................................................... 52
Conclusion générale ................................................................................................................. 53
Bibliographie ............................................................................................................................Côte titre : MAPH/0308 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1FDF_WrBCiesZUMfL7EumN96ws_wI1M2z/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : SnO2 en couches minces étude d’un dopage et co-dopage a l’Al et Sb [texte imprimé] / Ziani ,Faten, Auteur ; Hamici, Melia, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2019 . - 1 vol (59 f .) ; 29 cm.
Langues : Français (fre)
Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Physique Index. décimale : 530 Physique Résumé : Dans le présent travail, nous avons préparé des couches minces dioxyde d’étain non
dopés et dopé Aluminium (Al) et antimoine (Sb) avec un taux de dopage de 9%. Les couches
du SnO2 sont préparées à partir de sel d’étain par la voie sol gel. Nous avons aussi Co-dopé Ã
Al /Sb. Nos films ont été déposés par spray ultrasonique et dip-coating sur des substrats en
verre ordinaire. Nous avons analysé ces couches minces de SnO2 par différentes techniques
pour mettre en évidence la structure cristalline du composé. Nous avons enregistré les
transmittances qui été dans l’ordre de 80% à 99 % dans le visible. Nous avons étudié
l’influence du dopage et de co-dopage et nous l’avons trouvé compris entre 3.85Note de contenu : Sommaire
Table des matières
Introduction générale ................................................................................................................. 1
Chapitre I: Généralités sur le SnO2 ............................................................................................ 3
I.1. Introduction .......................................................................................................................... 3
I.2. Semi-conducteurs ................................................................................................................. 4
I.2.1. Semi-conducteur intrinsèque ......................................................................................... 4
I.2.2. Semi-conducteur extrinsèque ........................................................................................ 4
I.3. Oxydes transparents et conducteurs .................................................................................... 5
I.3.1. Propriétés ce L’oxyde d’étain ....................................................................................... 6
a) Propriétés physico-chimiques ...................................................................................... 6
b) Propriétés structurales ................................................................................................ 6
c) Propriétés électroniques .............................................................................................. 7
d) Propriétés optiques ...................................................................................................... 9
I.4. Rôle de dopage ................................................................................................................... 10
Chapitre II : Techniques d’élaboration ..................................................................................... 11
II.1. Procède sol gel ................................................................................................................. 11
II.1.1. Historique .................................................................................................................. 11
II.1.2. Définition ................................................................................................................... 11
II.1.3. Principes physico-chimiques ..................................................................................... 12
II.1.3.1. Les précurseurs ................................................................................................... 12
II.1.3.2. Mécanismes réactionnels .................................................................................... 12
II.1.4. La transition sol-gel ................................................................................................... 13
II.1.5. Paramètres influençant la cinétique des réactions .................................................... 14
II.1.6. Dépôt de couche mince par voie sol-gel .................................................................... 14
II.1.6.1. Trempage-tirage ou dip-coating ......................................................................... 14
II.1.6.2 Centrifugation ou spin-coating ............................................................................ 15
II.1.6.3. L’enduction laminaire Ou roll-coating ............................................................... 16
II.1.6.4. L’aérosol-gel ou le spray–coating ...................................................................... 16
II.1.6.5. Séchage et traitements thermiques ...................................................................... 17
a) Le séchage des couches minces ................................................................................. 17
b) Le traitement thermique des couches minces ............................................................ 17
II.1.7. Avantages et inconvénients ........................................................................................ 18
II.2. Procédé Spray Pyrolyse .................................................................................................... 18
Table des matières
II.2.1. Historique .................................................................................................................. 18
II.2.2. Définition ................................................................................................................... 18
II.2.3. Principes .................................................................................................................... 19
II.2.4. Avantages ................................................................................................................... 19
Chapitre III : Techniques de caractérisation ............................................................................ 20
III.1 Diffraction des rayons x .................................................................................................. 20
III.1.1. Principe ................................................................................................................... 20
III.1.2 Diffractomètre à rayons X ......................................................................................... 21
III.2. Microscopie électronique a balayage ............................................................................. 21
III.2.1. Principe .................................................................................................................... 22
III.3. La spectroscopie UV-VIS ................................................................................................ 23
III.3.1. Principe .................................................................................................................... 23
III.4. La spectroscopie infrarouge ........................................................................................... 24
III.4.1. La spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier en transmission ................. 24
III.5. L’effet hall ....................................................................................................................... 24
Chapitre IV : Résultats et discussion........................................................................................ 27
IV .1. Elaboration des échantillons .......................................................................................... 27
IV.1.1. Eléments chimiques intervenant dans la préparation des solutions ......................... 27
IV.2. Préparation des solutions ................................................................................................ 29
IV.2.1. Préparation de la solution pure ................................................................................ 29
IV.2.2 Préparation des solutions dopées en Aluminium et Antimoine ................................. 29
IV.2.3. Préparation des solutions Co-dopées en aluminium et antimoine ........................... 31
IV.3. Nettoyage des substrats .................................................................................................. 31
IV.4. Dépôt des couches minces par dip coating ..................................................................... 32
IV.5. Dépôt des couches minces par spray ultrasonique ......................................................... 33
IV.6. Propriétés structurales .................................................................................................... 35
IV.6. 1. Effet de la méthode de dépôt .................................................................................... 35
IV.6. 2. L’effet du dopage à l’aluminium et à l’antimoine ................................................... 36
IV.6. 3. L’effet du Co dopage en aluminium et en antimoine ............................................... 37
IV.6.4. Taille des grains et Paramètres de maille ................................................................ 38
IV.6.4.1. Effet de la méthode de dépôt .............................................................................. 38
IV.6.4.2. L’effet du dopage en aluminium et en antimoine ............................................... 39
IV.6.4.3. L’effet du Co dopage en aluminium et en antimoine ................................................. 39
IV.7. Observation par microscopie électronique à balayage (MEB) ....................................... 39
Table des matières
IV.7.1. Influence du la méthode de dépôt ............................................................................. 39
IV.7.2. Influence du dopage ................................................................................................. 40
IV.8. propriétés optiques .......................................................................................................... 41
IV.8. 1. Spectre de transmittance .......................................................................................... 41
IV.8.1.1. Effet de la méthode de dépôt .................................................................................. 41
IV.8.1.2. Effet de recuit ..................................................................................................... 42
IV.8.1.3. L’effet du dopage en Aluminium et en Antimoine .............................................. 43
IV.8.1.4. L’effet du Co- dopage en aluminium et en antimoine ........................................ 44
a) Gap optique ............................................................................................................... 45
b) Indice de réfraction ................................................................................................... 46
IV.8.2. Analyse par la spectrométrie infrarouge (IR) ........................................................... 48
IV.8.2.1. L’effet du dopage à l’aluminium et à l’antimoine .............................................. 49
IV.8.2.2. L’effet du Co-dopage à l’aluminium et à l’antimoine ........................................ 50
IV.9. Caractérisations électriques ............................................................................................ 50
IV.9. 1. Concentration en porteurs de charges..................................................................... 50
IV.10. Caractérisation par spectroscopie de fluorescence X ................................................... 52
Conclusion générale ................................................................................................................. 53
Bibliographie ............................................................................................................................Côte titre : MAPH/0308 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1FDF_WrBCiesZUMfL7EumN96ws_wI1M2z/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité MAPH/0308 MAPH/0308 Mémoire Bibliothéque des sciences Français Disponible
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