Elaboration et caractérisation des nano composites monolithiques de ZnO/SiO2, ZnO/Polystyrène.

Abstract

L’objectif de ce travail est l’élaboration des monolithes du polystyrène et de la silice SiO2 purs et insertion par des nanocristallites du semi-conducteur à grand gap ZnO. L’élaboration des monolithes ZnO/SiO2 sont réalisée par le procédé sol gel, par contre les monolithes ZnO/PS sont réalisée par le mélange en solution. Pour l’oxyde semi-conducteur investi, le choix a porté sur le ZnO pour ses particularités optiques et structurales très sollicités pour des applications technologiques spécifiques. La silice et le polystyrène sont utilisés comme milieu support pour les nanocristaux de ZnO. Ils ont été choisis vus leur transparence dans le domaine de l’activité optique du semi-conducteur ZnO. Les poudres d’aérogel de ZnO pure, dopé et commercial ont été caractérisés par plusieurs techniques. Les monolithes élaborés ont subi plusieurs caractérisation à savoir la diffraction des rayon X, la spectroscopie Infrarouge, la pectrophotomètre UV- Vis et la microscopie électronique à balayage. La diffraction des rayons X a montré l’incorporation de cristallites du semi-conducteur ZnO dans la matrice du polystyrène par l’apparition sur les spectres de pics de diffraction propres aux cristallites de dopage. Dans le cas des monolithes du polystyrène l’allure des spectres permet de déduire l’orientation aléatoire des cristallites et leur bonne qualité cristalline. Les spectres infrarouge ont confirmé le résultat de la diffraction des RX sur l’incorporation des cristallites de ZnO dans les matrices élaborés en faisant apparaître des pics correspondant aux modes de vibration du réseau cristallin du semi-conducteur de dopage ZnO. Les spectres d’absorption optique ont mis en évidence l’apparition d’un bord d’absorption décalé vers les courtes longueurs d’onde par rapport à celui du semi-conducteur de dopage à l’état massif et vers les grandes longueurs d’onde par rapport à celui des matrices hôtes Ce décalage est dû à la présence des cristallites de ZnO. Ce résultat confirme l’hypothèse de l’incorporation des cristallites de dopage dans les matrices hôtes et met en évidence les propriétés de l’absorption optique des échantillons élaborés.