Élaboration de couche mince de Mn-ZnS en milieu acide par la méthode CBD.

Abstract

Notre étude avait pour objectif l’élaboration et la caractérisation des couches minces semi-conductrices de Sulfure de Zinc dopé Mn par la technique de déposition par bain chimique, sur des substrats en verres. Le choix de cette méthode est justifié par sa simplicité, sa facilité de mise en oeuvre et parce que elle et considérée comme étant la meilleure technique pour le dépôt des nanomatériaux. Dans l’intention d’optimiser les paramètres d’élaborations, nous avons élaboré une série de dépôt de films en faisant varier la composition des échantillons dopé (1-x)ZnS – xMn (x=0 ; 2 ;4 ;6 ;8 ; 10%), la température du bain (t= 80 ;80; 90 ; 95°C), le pH de la solution (pH =2, 4 ;6) et le temps du dépôt ( 2, 4, 6 et 8H ) . Le choix de variation de ces paramètres est expliqué par l’influence de ces derniers sur le mécanisme de croissance par la technique CBD. Le dopage de ZnS par Mn nous a permis d’améliorer les propriétés optiques des couches minces. La caractérisation de nos échantillons à été réalisé par, la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie électronique à balayage (MEB) afin de vérifier la cristallinité des échantillons, les phases en présence et la taille des grains. L’étude des propriétés optiques a été réalisée par la spectroscopie UV-Visible, pour déterminer la transmittance et le gap. L’FTIR nous a permis de confirmer la présence de ZnS L’analyse par la diffraction des rayons X a montré que les échantillons déposés pendant 2, 4, 6 et 8h sont amorphes pour toutes les compositions de 2 à 10% et aussi pour le pH=4 et 6, par contre l’échantillon déposé a T=80°C, pH=2 a révélé que ces derniers sont cristallisés avec une structure cubique blende. Les plans (100) (111) (220) (311) caractéristiques de ZnS blende ont été détectés. La caractérisation par microscopie électronique à balayage (MEB) des couches minces de (1-x) ZnS- xMn (X=2, 4, 6, 8 et 10%), nous a donnée des grains de tailles différentes mais de formes sphériques et homogènes plus ou moins lumineux, avec une surface des grains qui n’est pas lisse.