Synthèse par sol-gel et caractérisation de xérogels de silice co-dopés nanoparticules de ZnS/cuivre.

Abstract

Dans ce travail, des nanoparticules semi-conductrices de ZnS piégées dans la silice avec de différents taux de dopage en cuivre ont été élaborées afin d'étudier l'effet de ce dopage sur les propriétés structurales de ZnS. Les xérogels de silice co-dopés ZnS/Cu ont été synthétisés par la technique 'sol dopage' combinée au sol-gel et traitement thermique classique. Ce dernier est à l'origine de la formation et du dopage au cuivre des nano-cristaux de ZnS. La technique de dopage 'sol-dopage' permet un dopage homogène de la matrice. Deux techniques expérimentales DRX et FTIR ont été utilisées pour la caractérisation de nos échantillons. La caractérisation structurale des poudres par DRX a révélé que la structure de ZnS est de type zinc blende. De plus, le rayon moyen des nano-cristaux de ZnS augmente avec le de taux de dopage au cuivre et est de l'ordre du rayon de Bohr de l'exciton dans le ZnS massif (2,5 nm). Contrairement aux xérogels non dopés au cuivre, la micro-contrainte des poudres dopées est extensive et suit la même évolution que la taille en fonction du dopage au cuivre. Les spectres FTIR ont permis d'observer les liaisons chimiques existantes dans ces xérogels et de confirmer la présence de ZnS. Cette étude, nous a permis de confirmer le succès de la méthode sol-gel combinée au traitement thermique pour l'élaboration de nanoparticules de ZnS dans une matrice de silice.