Elaboration et caracterisation de couches minces à base de SnO2 par la méthode sol-gel et leur application en photodetection UV
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Date
2022
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Publisher
Université Oum El Bouaghi
Abstract
Dans cette étude, les couches minces de SnO2 non dopées et dopées Mn ont été synthétisées par la méthode sol gel associée au dip-coating. L'effet de concentration de dopage par le Mn (0 - 5 at. %) sur les propriétés structurelles, morphologiques, optiques et électriques des couches minces de SnO2 a été étudié. Les spectres de DRX montrent que tous les films sont polycristallins avec une structure cristalline Tétragonale de type Rutile. Le décalage du pic de diffraction a indiqué que le Mn2+ a été dopé avec succès dans le réseau de SnO2. L’analyse FTIR a révélé la présence de liaisons Mn-O confirmant à nouveau l’incorporation de Mn dans le réseau de SnO2. Les images optiques montrent que la morphologie de surface des films a été affectée par le manganèse. De plus, les spectres UV-Vis ont révélé que la transmittance optique de tous les échantillons était supérieure à 80 % moyenne dans le domaine visible. La mesure de l’effet Hall a montré que SnO2 a acquis une conductivité de type n pour un dopage de 3 at% Mn et une conductivité de type p pour un dopage de 5 at % Mn. Enfin, tous les photodétecteurs à base de SnO2 présentent une photosensibilité considérable vis-à-vis du rayonnement Ultra-Violet En particulier, le SnO2 pur a montré un photo-courant élevé de 4,3010-6A par rapport au SnO2 dopé Mn.
Abstract
In this study, undoped and Mn-doped SnO2 thin films were synthesized by sol-gel dip- coating method. The effect of Mn-doping concentration (0 – 5 at. %) on the structural, morphological, optical and electrical properties of SnO2 thin films was investigated. The XRD patterns show that all the films are polycrystalline with a tetragonal rutile structure. The diffraction peak shifting indicated that Mn2+ was successfully doped into SnO2 lattice. The FTIR analysis revealed the presence of Mn-O bonds confirming again the incorporation of Mn into SnO2 lattice. The optical images show that the surface morphology of the films has been affected by the manganese doping. Moreover, the UV-Vis spectra revealed that the average optical transmittance of all samples was greater than 80 % in the visible range. The Hall Effect measurement showed that SnO2 acquired n-type conductivity for 3 at% Mn-doping and p-type conductivity for 5 at% Mn-doping. Finally, all SnO2 based photodetectors show considerable photosensitivity towards Ultra-Violet radiation. In particular, pure SnO2 showed a high photocurrent 4.3010 -6 A compared to Mn doped SnO2.
Description
Keywords
SnO2, Couches minces, Photo-détecteur, Photo-courant, Ultra-violet