Étude et caractérisation des couches minces ZnS pur et ZnS dopé

Abstract

L’objectif de ce mémoire a été l’étude de quelques travaux de recherches de l’équipe de recherche photonique de madame Touati. La caractérisation des échantillons élaborés a été effectuée par la diffraction des rayons X (DRX) pour les propriétés structurelles. La spectroscopie Infrarouge (FTIR)a permis d’identifier les groupements fonctionnels. L’étude des propriétés optiques a été effectuée par spectroscopie UV-visible. La microscopie électronique à balayage (MEB) et la microscopie a force atomique (AFM) ont été utilisées pour l’étude des surfaces et de la morphologie des couches minces, enfin la photoluminescence pour déterminer la configuration des bandes d’énergie et leurs niveaux d’impuretés. Pour les couches minces ZnS dopées La avec différentes concentrations déposées par la méthode sol-gel et déposées par Dip-coating, les images de l’AFM ont révélé une structure homogène et granulaire. Les spectres de transmittance optique ont montré que tous les films dopés présentent une bonne transmission optique dans le visible. L’analyse FTIR confirme la présence de la bande de vibration de Zn-S à 668 cm-1. Pour les couches minces déposées par la technique CBD en milieu acide, les spectres de diffraction montrent que les films ZnS obtenus ont une structure hexagonale, le MEB montre que les couches déposées pendant 5h ont une morphologie uniforme et une plus grande compacité. Les spectres UV-visible indiquent que l’absorption de couche minces ZnS dépend du temps de dépôt ce qui indique une diminution de la bande interdite avec un temps de dépôt croissant. Les résultats de la PL à température ambiante ont montré que les émissions des couches de ZnS sont clairement influencées par le temps de dépôt. Les couches minces de ZnS dopées Mn déposées par la CBD en milieu basique, cristallisent dans une structure cubique blende et l’analyse révèle la nature nanocristalline des couches minces. Les spectres de transmission UV-visible montre une bonne homogénéité des films. Le dopage a amélioré les propriétés optiques des couches minces de 30%. La meilleure valeur de transmission est obtenue pour ZnS : Mn 5% dans le visible (83%)