Elaboration et caractérisation de couche mince de ZnO par la méthode dip coating

Abstract

Le présent travail consiste à l'élaboration et la caractérisation des couches minces de ZnO par la voie sol-gel en utilisant la technique dip-coating. Les analyses des couches minces de ZnO ont été realiser à l’aide de la technique de la diffraction des rayons X et les spectroscopies Raman et l’UV; il c’est avéré que ces couches cristallisent dans la structure wurtsit. Nous avons mis en évidence l’influence de l’épaisseur et la température de recuit sur les propriétés physiques des couches minces. L’analyse thermique établit qu’un recuit à une température supérieure à 400°C serait largement suffisant pour former l’oxyde de zinc. Les spectres de transmission des couches minces d’oxyde de zinc montrent que les films minces sont transparents dans le visible. Aux températures (500-550°C), nous notons que l’épaisseur de la couche mince diminue avec la température de recuit, ainsi que dans le domaine de température (400-450C°). Pour l’intervalle (450-500°C), l’épaisseur de la couche augmente avec l’élévation de la température de recuit, nous constatons aux températures 500 et 550 °C le début de cristallisation. La bande interdite diminue avec l'augmentation de la température de recuit. Ceci suggère que les défauts et les impuretés provenant d’atomes interstitiels de ZnO disparaissent lorsque la température s’élève. Le recuit provoque donc une réorganisation de la structure.La bande interdite diminue avec l'augmentation de la température de recuit. Le recuit provoque une réorganisation de la structure. La diminution du gap Eg peut aussi être corrélée avec la taille de grains qui augmente avec la température. Les valeurs de la bande interdite dans nos couches minces de ZnO se situent entre 3.398 et 3.3927 eV.

This work involves the development and characterization of ZnO thin films by the sol-gel process using the dip-coating technique. Analyses of ZnO thin films were achieve with the technique of X-ray diffraction and Raman and UV spectroscopy; it is found that these layers crystallize in the wurtsit structure. We have demonstrated the influence of the thickness and the annealing temperature on the physical properties of thin films Thermal analysis determines that an annealing at a temperature above 400 ° C would be quite sufficient to form zinc oxide. The transmission spectra of thin films of zinc oxide show that the thin films are transparent to visible light. Temperatures (500-550 ° C), we note that the thickness of the thin film decreases with the annealing temperature and in the temperature range (400-450C °). For the interval (450-500 ° C), the thickness of the layer increases with increasing the annealing temperature, we find the temperatures 500 and 550 ° C the start of crystallization. The band gap decreases with the increase of the annealing temperature. This suggests that defects and impurities from interstitial atoms ZnO disappear when the temperature rises. The annealing causes a reorganization of the structure. The gap Eg of the decrease can also be correlated with the grain size of which increases with temperature. The values of the band gap in our ZnO thin films are between 3.398 and 3.3927 eV.