Synthèse et caractérisation des couches minces de ZnS dopées par la méthode Sol-Gel.

Abstract

Ce travil consiste à l’élaborer et caractériser des couches minces de sulfure de zinc (ZnS) dopées à différentes concentrations de terbium et de cérium et traitées à une température de 500°C, obtenus par voie sol-gel. Ces couches minces sont déposées sur des substrats en verre par la technique trempage-retrait "dip coating" . Nous avons mis en évidence l’influence du taux du dopant, la variation du pH et de la température de recuit sur les propriétés optiques et structurales des couches minces. Pour cela, diverses techniques d’investigation ont été utilisées : diffraction des rayons X (DRX), Microscope électronique à balayage (MEB), Microscopie à Force Atomique (AFM), la Spectroscopie UV-visible et la spectroscopie infrarouge à transformé de fourrier (FTIR). La caractérisation par la diffraction des rayons X montre que les dépôts effectués sont amorphes, après le traitement thermique la présence des pics de faible intensité caractéristique à la phase wurtzite (hexagonal) de ZnO. La taille des cristallites varie entre 20 et 30 nm. Les images AFM montrent une diminution nette du RMS après le dopage et le traitement thermique. Les micrographies du MEB montrent un dépôt amorphe avant traitement thermique , après 500°C on a la formation d’agglomérats en forme de fleurs sphériques (1-2.m) Les propriétés optique sont amélioré après dopage . La transmittance passe de 57% pour ZnS pur à 84% et 86% pour les compositions à 5%Ce et 4%de Tb respectivement Le gap augmente , il passe de 3,63eV pour ZnS à une valeur maximale 3,89eV pour ZnS:Ce4%. L’analyse infrarouge a met en évidence la bande de vibration de Zn-S qui apparait à 617 cm-1.