Etude des propriétés des couches minces de ZnO dopées avec le cuivre et l’aluminium

Abstract

L’oxyde de zinc parmi les TCO qui ont actuellement une grande importance commerciale et scientifique, il offre beaucoup d’avantages grâce à ces propriétés remarquables : large conductivité et sa transparence. Ces couches minces trouvent plusieurs applications dans différents domaines .elles peuvent être élaborées par plusieurs techniques mais l’électrodéposition est la technique la plus avantageuse par rapport à d’autres. Dans ce mémoire de master, on a fait une synthèse des travaux réalisés par F. Ghahramanifard et al, A. Henni et al sur le dopage de ZnO par le cuivre et l’aluminium afin d’obtenir des couches avec des propriétés optiques, morphologiques, structurelles et photocatalytiques améliorées, pour les utiliser dans les cellules solaires et comme capteur de gaz. Ils ont réalisé leurs dépôts par électrodéposition puis ces derniers dopés par différentes concentrations de Cu et Al. La caractérisation de ces couches a été faite par DRX, MEB, spectroscopie UVVis et d’autres méthodes. La caractérisation structurelle conduite par DRX et MEB a révélé que les couches pures et dopées ont une nature polycristalline et une structure hexagonale wurtzite avec une direction préférentielle suivant (002) et la microstructure est influencée par l’introduction de dopant. Les résultats de la caractérisation optique montrent que les couches ZnO sont transparentes, l’absorption visible augmente avec l’augmentation de la concentration de dopant Zinc oxide is one of the TCOs that are currently of great commercial and scientific importance. It offers many advantages thanks to its remarkable properties: wide conductivity and transparency. These thin layers find several applications in different fields. They can be elaborated by several techniques, but electroplating is the most advantageous technique compared to others. In this master thesis, a synthesis was made of the work done by F. Ghahramanifard and al, A. Henni and al on the doping of ZnO by copper and aluminium in order to obtain layers with improved optical, morphological, structural and photocatalytic properties, for use in solar cells and as gas sensor. They carried out their deposits by electroplating and then doped them with different concentrations of Cu and Al. The characterization of these layers was done by DRX, SEM, UV-Vis spectroscopy and other methods. The structural characterization conducted by DRX and SEM revealed that the pure and doped layers have a polycrystalline nature and a hexagonal wurtzite structure with the following preferential direction (002) and the microstructure is influenced by the introduction of dopant. The results of the optical characterization show that the ZnO layers are transparent, the visible absorption increases with increasing dopant concentration.