Elaboration et caractérisation de nanoparticules de ZnS dopées au manganèse .

Abstract

Les nano-cristaux semi-conducteurs dopés suscitent un intérêt particulier pour des applications dans l'optique non linéaire, l'amplification optique et le photovoltaïque. Notre étude dans ce mémoire consiste à élaborer et caractériser des poudres de silice contenant des nanoparticules de ZnS dopées à des taux de manganèse allant de 0 à 10%. La méthode de synthèse repose sur la voie sol-gel et le traitement thermique classique. Les échantillons desilice/ZnS/Mn ont été préparés à partir de solutio ns initiales en mélangeant les précurseurs de la silice, du zinc, du soufre et du manganèse ainsi que les solvants sous un pH acide. Les points quantiques de ZnS dopés au Mn sont formés dans la phase solide après la gélification et le traitement thermique. Les poudres ont été caractérisées par les techniques de diffraction des rayons X et de photoluminescence. La structure des nanoparticules de ZnS est de type zinc blende et la micro-contrainte effective est négative (compressive). Dépendant du taux de dopage en Mn, la taille moyenne des points quantiques de ZnS est inférieure au rayon de Bohr de l'exciton dans le ZnS massif (2,5 nm). Un dopage de 10% en Mn induit une augmentation de l'intensité de la photoluminescence dans la gamme des faibles longueurs d'ondes (400 à 450 nm). Ceci a été attribué à la création de défauts supplémentaires à la surface et/ou à l'intérieur des nanoparticules de ZnS.