تصنيع و توصيف الأغشية الرقيقة الوظيفية

Abstract

في هذا العمل قمنا بتحضير أغشية رقيقة من أكسيد النحاس النقي والمطعم بالزنك بنسب مختلفة (10%، 20%، 30%) بتقنية اللف الدوراني من محلول تركيز 0.2M من أسيتات النحاس كمصدر لـ CuO النقي و 0.2M من أسيتات الزنك كمصدر لـ ZnO لترسيب كل منها على حدى ثم ترسيبها على ركائز زجاجية على درجة حرارة الغرفة في مختبر الأشعة والبلازما وفيزياء السطح (LRPPS)، ثم معاينة الخصائص البصرية والبنيوية، والمواد الناتجة المتحصل عليها، وكذلك نشاطها في تقنية التحفيز الضوئي. حيث بيّنت نتائج DRX ظهور الطورين أكسيد النحاس و أكسيد الزنك مما يدل على التبلور الجيد و العالي للطبقات المحضرة بطريقة اللف، كما بيّنت مطيافية الأشعة فوق البنفسجية بعض الخصائص البصرية حيث تبيّن من خلال أطياف النفاذية أنه بزيادة نسبة التطعيم تزداد النفاذية حيث بلغت نسبته %47. أما بالنسبة للامتصاصية انخفضت بزيادة التطعيم ، وكذلك تم حساب فجوة الطاقة باستخدام قانون (tauc) و النتائج المتحصل عليها بيّنت أن طاقة الفجوة تزداد عند زيادة التطعيم حيث ارتفعت قيمتها من 2.00 eV إلى 2.26. eV

كما قمنا بإختبار النشاط التحفيزي الضوئي للعينات المحضرة تجاه صبغات عضوية مختلفة باستعمال أشعة ضوء الشمس في ورقلة كمصدر طبيعي ومجاني للطاقة الشمسية ، حيث تم الحصول على نتائج جيدة من حيث تجانس الغشاء الرقيق ، بالاضافة إلى تأكيد فعاليتها و أدائها في تصفية الاصباغ العضوية بإستعمال ضوء الشمس

Dans ce travail, nous avons préparé des couches minces d’oxyde de cuivre pur et dopé au zinc avec différentes concentrations (10 %, 20 %, 30 %) en utilisant la technique du spin-coating à partir d’une solution à une concentration de 0,2 M d’acétate de cuivre comme source de CuO pur, et de 0,2 M d’acétate de zinc comme source de ZnO, afin de réaliser un dopage individuel. Ces couches ont été déposées sur des substrats en verre à température ambiante dans le laboratoire de rayonnement, plasma et physique des surfaces (LRPPS). Par la suite, les propriétés optiques et structurales des matériaux obtenus ont été analysées, ainsi que leur activité en photocatalyse. Les résultats de la diffraction des rayons X (DRX) ont montré l’apparition d’oxyde de zinc et d’oxyde de cuivre avec une intensité différente selon les taux de dopage. En ce qui concerne les résultats de l’absorption optique, on observe une augmentation du coefficient d’absorption avec l’accroissement du dopage, ce qui se traduit par une diminution de la transmittance. Par ailleurs, le calcul de la bonde interdite par la méthode de Tauc a révèle que la valeur de l’énergie de la bonde interdite Croissant avec l’augmentation du dopage avec, passent de 2,00eV a 2,26eV, soit de 47%. Nous avons également teste l’activité photocatalytique des échantillons prépares vis-à-vis de différents colorants organique en utilisant la lumière du soleil a Ouargla comme source naturelle et gratuite d’énergie solaire, ou de bons résultats ont été obtenus en termes homogénéité du film mince, en plus de confirmer son efficacité et ses performance dans le filtrage des colorants organiques a l’aide de la lumière du soleil.

In this work, we prepared thin films of pure copper oxide and zinc-doped copper oxide at different concentrations (10%, 20%, 30%) using the spin-coating technique from a 0.2 M solution of copper acetate as the CuO source, and a 0.2 M solution of zinc acetate as the ZnO source, to achieve individual doping. These films were deposited on glass substrates at room temperature in the Laboratory of Radiation, Plasma, and Surface Physics (LRPPS). Subsequently, the optical and structural properties of the obtained materials were analyzed, along with their photocatalytic activity. The X-ray diffraction (XRD) results revealed the formation of zinc oxide and copper oxide with varying intensities depending on the doping ratios. Regarding the optical absorption results, an increase in the absorption coefficient was observed with higher doping levels, which corresponded to a decrease in transmittance. Furthermore, the band gap energy calculated using the Tauc law, and the results obtained showed that the energy gap the increased with increasing doping, as its value rose from2.00 eV to 2.26 eV with a variation of 47%. We also tested the photocatalytic activity of the prepared samples towards different organic dyes using sunlight in Ouargla as a natural and free source of solar energy, where good resultswere obtained in terms of the homogeneity of the thin film, in addition to confirming its effectiveness and performancevin filtering organic dyes using sunlight.