Preparation and characterization of thin films nanostructures based on ZnO and other oxides
| dc.contributor.author | Noua, Abdelouahab | |
| dc.contributor.author | Guemini, Rebai | |
| dc.date.accessioned | 2020-09-22T09:42:44Z | |
| dc.date.available | 2020-09-22T09:42:44Z | |
| dc.date.issued | 2019 | |
| dc.description.abstract | In this work, we studied the effect of the withdrawal speed on the properties of nickel oxide thin films, the effect of silver doping on the properties of zinc oxide and the elaboration of p-NiO/n-ZnO heterostructure thin films. All thin films were deposited onto glass substrates using the sol-gel dip-coating method. The structural, optical and morphological properties of the films were investigated using X-ray diffraction, spectrophotometer and atomic force microscopy (AFM), respectively. It was found that the increase in withdrawal speed leads to the deterioration of the crystallinity of NiO thin films and to the decrease in the optical transmittance. However, the surface roughness was found to be increased when the withdrawal speed increased. With regard to the effect of Ag-doped ZnO thin films, the XRD results revealed that the crystalline quality decreased when the Ag concentration increased with a shift of the diffraction peak (101) toward higher angles. This shift suggests the substitution incorporation of Ag species into the ZnO lattice. For the morphological study, films with high Ag-doping concentration showed low surface roughness, the RMS values were decreased from 8.60 to 4.62 nm for pure and 5Wt % Ag-doped concentration, respectively. The optical analysis showed that the Ag-doping increase the optical transmittance of ZnO thin films. Hence, these results revealed that the Ag-doped ZnO thin films can be used in different applications especially optoelectronics. Finally, n-ZnO/p-NiO heterostructure thin films with different coating number of n-ZnO layer (2, 6, 9 and 12) were prepared. The XRD results confirmed the formation of the n-ZnO/p-NiO heterostructure through the existence of two sets of diffraction belonging to NiO and ZnO. The photocatalytic properties of the p-NiO/n-ZnO heterostructure were investigated by measuring the degradation of Methylene Blue dye under solar light irradiation. It was found that the thickness of the n-type layer plays a critical role in the heterostructure performance. The thickness obtained for 6 coating layers shows the best photocatalytic activity with degradation rate in the order of 98.67% for 4.5h of irradiation exposure. Ýí åÐÇ ÇáÚãá ¡ ÞãäÇ ÈÏÑÇÓÉ ÊÃËíÑ ÓÑÚÉ ÇáÓÍÈ Úáì ÎæÇÕ ÇáÇÝáÇã ÇáÑÞíÞÉ áÃßÓíÏ Çáäíßá NiO ¡ ÊÃËíÑ ãäÔØ ÇáÝÖÉ Ag Úáì ÎæÇÕ ÃßÓíÏ ÇáÒäß ZnO æ Ýí ÇáÇÎíÑ Êã ÊÕäíÚ ÇáÃÝáÇã ÇáÑÞíÞÉ ÇáãÊÛÇíÑÉ á n-ZnO / p-NiO. Êã ÊÍÖíÑ åÐå ÇáÃÝáÇã ÇáÑÞíÞÉ Úáì ÑßÇÆÒ ÒÌÇÌíÉ ÈÇÓÊÎÏÇã ÊÞäíÉ Óæá ÌÇá Sol-Gel Úä ØÑíÞ ÇáÛãÓ. Êã ÏÑÇÓÉ ÇáÎæÇÕ ÇáÈáæÑíÉ ,ÇáÖæÆíÉ ,æ ÇáãæÑÝæáæÌíÉ áåÐå ÇáÇÝáÇã ÈÇÓÊÎÏÇã ÍíæÏ ÇáÃÔÚÉ ÇáÓíäíÉ DRX ¡ ãÞíÇÓ ÇáØíÝ UV-vis æãÌåÑ ÇáÞæÉ ÇáÐÑíÉAFM ¡ Úáì ÇáÊæÇáí. ÇÙåÑÊ ÇáäÊÇÆÌ ãä ÌåÉ , Ãä ÇáÒíÇÏÉ Ýí ÓÑÚÉ ÇáÓÍÈ ÊÄÏí Åáì ÊÏåæÑ ÇáÈäíÉ ÇáÈáæÑíÉ ááÃÝáÇã ÇáÑÞíÞÉ ? NiOæÅáì ÇäÎÝÇÖ ÇáäÝÇÐíÉ ÇáÖæÆíÉ .æãä ÌåÉ ÇÎÑì æÌÏ Çä ÎÔæäÉ ÇáÓØÍ ÊÒÏÇÏ ÈÒíÇÏÉ ÓÑÚÉ ÇáÓÍÈ. ÝíãÇ íÊÚáÞ ÈÇáÇÝáÇã ÇáÑÞíÞÉ ááÇßÓíÏ ÇáÒäß ÇáãØÚãÉ È Ag ¡ßÔÝÊ äÊÇÆÌ XRD Ãä ÇáÌæÏÉ ÇáÈáæÑíÉ ÇäÎÝÖÊ ÚäÏãÇ ÒÇÏ ÊÑßíÒ Ag ãÚ ÇäÒíÇÍ ÐÑæÉ ÇáÇäÚÑÇÌ (101) äÍæ ÒæÇíÇ ÇßÈÑ. íÑÌÚ åÐÇ ÇáÇäÒíÇÍ Åáì ÇáÏãÌ ãä äæÚ ÇáÇÓÊÈÏÇá áÐÑÇÊ Ag ãßÇä ZnÝí ÔÈßÉ ZnO. ÈÇáäÓÈÉ ááÏÑÇÓÉ ÇáãæÑÝæáæÌíÉ ¡ ÊÙåÑ ÇáÃÝáÇã ÐÇÊ ÊÑßíÒ Ag ÇáÚÇáí ÎÔæäÉ ÓØÍ ãäÎÝÖÉ ¡ÍíË ÇäÎÝÖÊ ÞíãÉ RMS ãä 8.60 Åáì 4.62 äÇäæãÊÑ ÈÓÈÈ ÊØÚíã È ? Wt5 ãä ÇáÝÖÉ . ÃÙåÑ ÇáÊÍáíá ÇáÈÕÑí ÇíÖÇ Ãä ÇáÊäÔíØ íÒíÏ ãä ÇáäÝÇÐíÉ ÇáÖæÆíÉ ááÃÝáÇã ÇáÑÞíÞÉ á. ZnO ÊÔíÑ åÐå ÇáäÊÇÆÌ Çáì Ãäå íãßä ÇÓÊÎÏÇã ÇáÇÝáÇã ÇáÑÞíÞÉ ááÇßÓíÏ ÇáÒäß ÇáãØÚãÉ È Ag Ýí ÊØÈíÞÇÊ ãÎÊáÝÉ æÎÇÕÉ ÇáßåÑæÖæÆíÉ. ÃÎíÑðÇ¡ Êã ÊÍÖíÑ ÇáÃÝáÇã ÇáÑÞíÞÉ ÇáãÊÛÇíÑÉ ? n-ZnO / p-NiO æ Êã ÏÑÇÓÉ ÊÃËíÑ ÚÏÏ ØÈÞÇÊ n-ZnO (2 , 6 ,9 æ 12). ÊÄßÏ äÊÇÆÌ XRD Úáì ÊÔßá ãÒíÌ ãän-ZnO æ p-NiO æ ÐÇáß ãä ÎáÇá æÌæÏ ØæÑíä ÈáæÑííä áßá ãäNiO æ ZnO. Êã ÏÑÇÓÉ ÎÕÇÆÕ ÇáÊÍÝíÒ ÇáÖæÆí ááÈäíÉ ÇáãÛÇíÑÉ p-NiO / n-ZnO Úä ØÑíÞ ÏÑÇÓÉ ÊÝßß ÕÈÛÉ ÇáãíËíáíä ÇáÒÑÞÇÁ ÊÍÊ ÅÔÚÇÚ ÇáÖæÁ ÇáÔãÓí ¡ æÞÏ æÌÏ Ãä Óãß ÇáØÈÞÉ n-ZnO íáÚÈ ÏæÑðÇ ãåãðÇ Ýí ÃÏÇÁ ÇáÈäíÉ ÇáãÛÇíÑÉ , ÍíË Çä 6 ØÈÞÇÊ ãä n-ZnO ÊÙåÑ ÃÝÖá äÔÇØ ÊÍÝíÒ ÖæÆí ãÚ ãÚÏá ÊÝßß ÈäÓÈÉ ? 98.67 ÎáÇá 4.5 ÓÇÚÇÊ ÊÍÊ ÇáÇÔÚÇÚ ÇáÔãÓí. Dans ce travail, nous avons étudié l'effet de la vitesse de tirage sur les propriétés des couches minces d'oxyde de nickel, l'effet du dopage à l'argent sur les propriétés de l'oxyde de zinc et l'élaboration de couches minces hétérostructure p-NiO / n-ZnO. Tous les films minces ont été déposés sur des substrats de verre en utilisant la méthode de sol-gel trempage-tirage. Les propriétés structurales, optiques et morphologiques des films ont été étudiées par diffraction des rayons X, spectrophotométrie et microscopie à force atomique (AFM), respectivement. Il a été constaté que l'augmentation de la vitesse de retrait entraîne une détérioration de la cristallinité des couches minces de NiO et une diminution de la transmission optique. Cependant, la rugosité de surface s'est accrue avec un accroissement de la vitesse de retrait. Concernant l'effet de dopage à l'Ag des couches minces de ZnO, les résultats obtenus par DRX ont révélé une diminution de la qualité cristalline avec l'augmentation de la concentration de Ag. Un décalage du pic de diffraction (101) vers des angles plus élevés a été observé. Ceci est dû à la substitution des atomes Zn par Ag dans le réseau ZnO. Pour l'étude morphologique, les films avec une concentration élevée en dopage Ag montrent une faible rugosité de surface. Une diminution des valeurs RMS a été aussi observée, de 8,60 à 4,62 nm pour ZnO pure et ZnO dopé-Ag à 5Wt%, respectivement. L'analyse optique montre que le dopage à l'Ag augmente la transmittance optique des couches minces de ZnO. Ainsi, ces résultats obtenus peuvent suggérer la possibilité de l'utilisation des couches minces de ZnO dopées à l'Ag dans différentes applications, notamment l'optoélectronique. Enfin, des films minces à hétérostructures n-ZnO / p-NiO avec différent nombre de revêtements de la couche de n-ZnO (2, 6, 9 et 12) ont été préparés. Les résultats de DRX confirment la formation de l'hétérostructure n-ZnO / p-NiO grâce à l'existence de deux ensembles de diffraction appartenant à NiO et à ZnO. Les propriétés photocatalytiques de l'hétérostructure p-NiO / n-ZnO ont été étudiées en mesurant la dégradation du colorant bleu de méthylène sous irradiation solaire. Il a été constaté que l'épaisseur de la couche de type n joue un rôle critique dans la performance de l'hétérostructure. L'épaisseur obtenue par 6 couches de revêtement montre une meilleure activité photocatalytique avec un taux de dégradation de l'ordre de 98,67% pour 4,5 h d'exposition à l'irradiation. | ar |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/123456789/9192 | |
| dc.language.iso | fr | ar |
| dc.publisher | Université Oum El Bouaghi | ar |
| dc.subject | Sol-gel | ar |
| dc.subject | Thin films | ar |
| dc.subject | Photocatalysi | ar |
| dc.title | Preparation and characterization of thin films nanostructures based on ZnO and other oxides | ar |
| dc.type | Other | ar |
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