Préparation et étude des poudres et des couches minces élaborées par voie sol-gel

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dc.contributor.authorDjebbari, Nahla
dc.contributor.authorFarh, Hichem
dc.contributor.authorKhechba, Mourad
dc.date.accessioned2024-11-24T21:27:19Z
dc.date.available2024-11-24T21:27:19Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractDans cette thèse, nous avons commencé par étudier l'effet de l'augmentation du nombre de couches des oxydes suivants : SnO2, ZnO et NiO. L'analyse de la structure cristalline utilisant la technique de diffraction des rayons X (XRD) a mis en évidence trois pics de diffraction (110), (101) et (211) caractéristiques de la phase monodomaine de SnO2, dont l'intensité et la densité augmentent avec le nombre de couches. En ce qui concerne NiO et ZnO, les pics n'étaient pas clairs en utilisant XRD, et l'analyse infrarouge (IR) a confirmé les résultats, montrant des liaisons entre les grilles constitutives des oxydes, avec des spectres similaires. La caractérisation optique des échantillons a révélé que les couches produites présentent une excellente qualité optique et se caractérisent par une diminution de la transmittance de 93 % à 78 % pour SnO2 avec l'augmentation du nombre de couches, tandis que l'inverse est vrai pour NiO et ZnO, où la transmittance est passée de 80 % à 90 %. Cela confirme l'énergie de bande interdite Eg de SnO2 à 3.97- 4.1 eV. Sur la base de ces résultats, SnO2 a été choisi pour être dopé avec (Ni, Zn) à des pourcentages de 5 %, 10 % et 15 %. Les résultats de la diffraction des rayons X (DRX) ont montré qu'il n'y avait aucun changement dans la direction prédominante et que le pic correspondant aux plans cristallins (100) de ZnO et (200) de NiO est apparu, avec une intensité accrue lors du dopage à 10 %, ce qui correspond aux observations du microscope électronique à balayage (MEB), montrant que les couches ont une surface lisse et poreuse. Les résultats IR ont confirmé la présence de SnO2 en tant que phase cristalline. En termes de transmittance, la meilleure valeur était de 93 % pour SnO2 pur, et l'effet du dopage a entraîné une réduction de la bande interdite optique de 4,1 à 3,57 eV. Quant aux propriétés électriques représentées par l'effet Hall, elles ont montré que les couches de SnO2, pures ou dopées, sont des semi-conducteurs de type n. Concernant la sensibilité aux UV des échantillons, une excellente photosensibilité et une réponse ont été obtenues pour l'échantillon de SnO2 pur sur la base de la photodétection. Le photocourant a augmenté jusqu'à un maximum en présence d'UV par rapport aux autres échantillons dopés. La supériorité du photocourant sur le courant d'obscurité indique que la sensibilité aux UV des échantillons de cette étude peut être exploitée dans les détecteurs UV. Enfin, les poudres de NiO périmées et co-dopées (Mn, Zn) ont montré des performances photocatalytiques supérieures à celles des nanoparticules de NiO pur. En particulier, l'échantillon enrichi à 25% de MZNO a obtenu un meilleur résultat, dégradant 100 % d'OR-II pendant 20 minutes sous la lumière du soleil. In this thesis, we began by studying the effect of increasing the number of layers of the following oxides: SnO2, ZnO, and NiO. Analysis of the crystalline structure using X-ray diffraction (XRD) technique highlighted three diffraction peaks (110), (101), and (211) characteristic of the monodomain phase of SnO2, with their intensity and density increasing with the number of layers. As for NiO and ZnO, the peaks were not clear in XRD analysis, and infrared analysis (IR) confirmed the results, showing bonds between the constituent lattices of the oxides, with similar spectra. Optical characterization of the samples revealed that the produced layers exhibit excellent optical quality and are characterized by a decrease in transmittance from 93% to 78% for SnO2 with an increase in the number of layers, while the opposite is true for NiO and ZnO, where transmittance increased from 80% to 90%. This confirms the bandgap energy (Eg) of SnO2 at 1.4 eV, varying between 3.8 eV and 3.9 eV according to the results. Based on these findings, SnO2 was selected to be doped with (Ni, Zn) at percentages of 5%, 10%, and 15%. X-ray diffraction (XRD) results showed no change in the predominant direction, with the appearance of the peak corresponding to the crystalline planes (100) of ZnO and (200) of NiO, with increased intensity upon doping at 10%, consistent with observations from scanning electron microscopy (SEM), showing that the layers have a smooth and porous surface. IR results confirmed the presence of SnO2 as a crystalline phase. In terms of transmittance, the best value was 93% for pure SnO2, and the doping effect resulted in a reduction of the optical bandgap from 4.1 to 3.57 eV. As for the electrical properties represented by the Hall effect, they showed that the layers of SnO2, whether pure or doped, are n-type semiconductors. Regarding the UV sensitivity of the samples, excellent photosensitivity and response were obtained for the pure SnO2 sample based on photodetection, where the photocurrent increased to a maximum in the presence of UV compared to other doped samples. The superiority of the photocurrent over the dark current indicates that the UV sensitivity of the samples in this study can be exploited in UV detectors. Finally, the expired and co-doped (Mn, Zn) NiO powders exhibited superior photocatalytic performance compared to pure NiO nanoparticles. Specifically, the sample enriched with 25% MZNO achieved a better result, degrading 100% of OR-II within 20 minutes under sunlight.
dc.identifier.urihttp://dspace.univ-oeb.dz:4000/handle/123456789/20903
dc.language.isofr
dc.publisherUniversité d'Oum El Bouaghi
dc.subjectPhotocatalytique; Sol-gel; Nanoparticules
dc.titlePréparation et étude des poudres et des couches minces élaborées par voie sol-gel
dc.typeThesis
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