Elaboration par CBD en milieu basique de couches minces de ZnS dopés avec le Lanthane et l’Erbium.

Abstract

Dans ce travail, on a élaboré et caractérisé des couches minces de Sulfure de Zinc dopé avec des terres rares (Lanthane et Erbium), en faisant appel à la technique de déposition par bain chimique CBD (Chimical Bath Deposition). Un choix justifié par sa simplicité et sa facilité de mise en œuvre.Les couches minces ont été préparées en faisant varier le taux de La et Er de 0 à 10% dans l’objectif d’optimiser les paramètres d’élaboration, nous avons procédé à l’étude de l’influence du pH (8, 10,12), de la température (80, 85,90°C) et du temps de dépôt (1, 2, 3, 4,5 et 6h) et cela en afin d’améliorer la qualité des couches. La caractérisation des échantillons a été effectuée par la microscopie à force atomique (AFM) afin de vérifier la cristallinité des échantillons, déterminer les phases en présences, la taille des grains et l’homogénéité des surfaces. Les propriétés optiques des échantillons ont été étudiées par spectroscopie UV-visible afin de déterminer la transmittance, l’absorbance et l’énergie de gap. Les groupements présents dans les différents échantillons ont été déterminés par spectroscopie infrarouge. Les résultats de la caractérisation des couches minces par la spectroscopie UV-visible nous a permis de constater que le cristal ne présente pas beaucoup de défauts et que le dépôt est de bonne qualité. Les films présentent un bonne transmittance optique comprise entre 43,21% et 83,46% pour t= 2h, PH= 12 et T= 80°C dans le visible. Les valeurs de gap calculées sont comprises entre 3,77 et 3, 87 eV pour les compositions avec le lanthane et 3,77 et 3,94Ev pour l’Erbium. Enfin, l’analyse par spectroscopie infrarouge des échantillons élaborés confirme la présence de ZnS par l’apparition de la bande d’élongation de la liaison Zn-S à 424 cm-1. L’analyse de surface par spectroscopie AFM des couches minces ZnS : La nous a révélé une surface homogène avec une structure en colonne. La taille des grains augmente avec l’augmentation de taux de substitution.