Elaboration Et Caractérisation De Couches Minces De Zno Pour Des Applications Optoélectroniques

Résumé: Notre travail a comme objectif, une étude expérimentale sur la synthèse et caractérisation de couches minces nanostructurées d’oxydes de zinc (ZnO) élaborées par le procédé sol-gel utilisant la technique du trempage-retrait (dip-coating). Les effets de différents rapports molaires du monoéthanolamine (MEA) sur l’acétate de zinc (ZnAc) (r = MEA / ZnAc : r varie de 0,5 à 2,0) sur la microstructure, la morphologie de surface, la transmittance optique, l’émission et les propriétés de guidage optique de couches minces ont été étudiés. Les différentes caractérisations ont été effectuées par la diffraction des rayons X (DRX), les microscopies électronique à balayage (MEB) et à force atomique (AFM), la spectrophotométrie UV-Visible, la photoluminescence (PL) et la spectroscopie des lignes modales (m-lines spectroscopy). Les résultats de la DRX montrent que les couches minces de ZnO sont polycristallines de structure würtzite hexagonale et démontrent une orientation préférentielle selon l’axe-c de direction (002) lorque le rapport molaire augmente. Les micrographies MEB et les images AFM ont révélé également que la morphologie et la rugosité de surface des films dépendent du rapport molaire stabilisant. Par ailleurs, les analyses par la spectrophotométrie UV Visible ont montré que toutes les nanostructures sont transparentes avec une transmittance moyenne allant de 70 à 90% dans la région visible. De plus, les spectres de photoluminescence (PL) à la température ambiante (RT) ont indiqué l’existence des bandes d’émission, l’une dans l’ultraviolet et deux dans le visible (verte et rouge), et que leurs intensités ont été affectées par le rapport molaire. En effet, la couche mince de ZnO déposée avec un rapport molaire de 1,0 montre l’émission la plus intense dans l’UV tandis que le maximum du vert a été enregistré pour la couche mince préparée avec un rapport molaire de 2,0. Les résultats obtenus à partir des mesures effectuées avec la spectroscopie des lignes modales à la longueur d’onde λ = 632.8nm, ont démontré que tous les guides d’ondes sont monomodes et ceux déposés avec un rapport molaire de 1,5 ont révélé pour la première fois des pertes optiques inférieures à 1,0 dB/cm.

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