Elaboration et caractérisation des couches minces de ZnO dopées par Fe et Al

Abstract

Cette mémoire se proposer de réaliser des couches minces par la méthode spray pyrolyse. Pour ce faire notre travail s’est décomposé en deux points essentiels à la concrétisation de l’objectif La réalisation d’un banc pour la déposition des couches minces au niveau de notre laboratoire (laboratoire de couches minces de l’université de Biskra). Caractérisation structurale, optique et électrique des couches d’oxyde de Zinc no dopé et dopé par l'aluminium et le fer, élaborées par spray pyrolyse. Pour le réaliser, on a choisi deux séries principales, avec deux sources différentes de dopage. Dans la première série, la source de dopage est le Nitrate de Fer Fe(NO3)3 Pour la deuxième, la source de dopage a été le Nitrate d’Aluminium AlCl3. Les résultats présentés au chapitre III, ont permis de valider cette méthode de dépôt et d’obtenir des films minces de ZnO-Al et ZnOFe. Nous avons caractérisé nos couches de ZnO:Al et ZnO-Fe par des méthodes variées :  La diffraction de rayons X (DRX) pour l’étude structurale, où, nous avons trouvé, à partir des pics des spectres, que tous les films de ZnO obtenus sont polycristallins avec une orientation préférentielle perpendiculaire au substrat (002), et à partir de ces spectre RX nous avons calculons les contrainte et les tailles par la méthode Williamson-Hall( l e =0.21 ; < f D > = 130 Å) et la méthode de Warren et Averbach ( l e =0.15. < f D > = 90 Å).  La spectroscopie UV-Visible pour l’étude des propriétés optiques, où, nous avons trouvé que la largeur de bande interdite a diminué avec l’augmentation de pourcentage de dopage, cette diminution suggère la création du défaut et des impuretés telles que les atomes interstitiels des dopants. Dans le cas d’énergie d’Urbach, il y a une augmentation qui se traduite par une augmentation du désordre structurale  La technique des quatre points pour l’étude des propriétés électriques, où, nous avons trouvé que La résistance surfacique croit avec l’augmentation de dopage d’Aluminium et diminué avec l’augmentation de pourcentage de dopage de Fe.