Influence des défauts sur les propriétés optiques et électroniques des nanoparticules de ZnO PDF Download
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Author: Dimitri Taïnoff
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Languages : fr
Pages : 166
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Book Description
L’objectif de cette étude est de mieux comprendre le rôle joué par les défauts dans les propriétés optiques et électroniques des nanostructures d’oxyde de zinc. Pour ce faire, nous avons synthétisé des nanoparticules d’oxyde de zinc de 6 à 18 nm de diamètres pouvant être considérées comme modèle en terme de stœchiométrie, de cristallinité et de qualité de surface par une méthode physique originale : la Low Energy Cluster Beam Deposition.La caractérisation optique des défauts présents dans les nanoparticules de ZnO a été faite grâce à l’analyse des spectres d’émission visible et UV à différentes températures [10K-300K]. En particulier la luminescence excitonique à 3,31 eV, qui est un sujet controversé, a été étudiée en comparant la luminescence excitonique d’échantillons structurés à différentes échelles (nanoparticules, microcristaux et monocristal). Les temps de déclins très rapides des défauts donneurs ont été étudiés par spectroscopie à décalage de fréquence au CELIA à Bordeaux révélant une dépendance en fonction de la taille des NPs du type Giant Oscillator Strenght.Les propriétés de transport électronique des couches minces de NPs, naturellement dopées n, ont été caractérisées grâce à des expériences σ(T). Différents scénarios sont proposés pour expliquer les résultats des expériences de conductivité, et discutés en fonction des propriétés optiques des couches et de leur morphologie. En particulier, il est montré que la surface des NPs, très réactive, influence fortement le transport, ce qui laisse entrevoir la possibilité d’utiliser ces films nanostructurés comme capteurs de gaz.
Author: Dimitri Taïnoff
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Pages : 166
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L’objectif de cette étude est de mieux comprendre le rôle joué par les défauts dans les propriétés optiques et électroniques des nanostructures d’oxyde de zinc. Pour ce faire, nous avons synthétisé des nanoparticules d’oxyde de zinc de 6 à 18 nm de diamètres pouvant être considérées comme modèle en terme de stœchiométrie, de cristallinité et de qualité de surface par une méthode physique originale : la Low Energy Cluster Beam Deposition.La caractérisation optique des défauts présents dans les nanoparticules de ZnO a été faite grâce à l’analyse des spectres d’émission visible et UV à différentes températures [10K-300K]. En particulier la luminescence excitonique à 3,31 eV, qui est un sujet controversé, a été étudiée en comparant la luminescence excitonique d’échantillons structurés à différentes échelles (nanoparticules, microcristaux et monocristal). Les temps de déclins très rapides des défauts donneurs ont été étudiés par spectroscopie à décalage de fréquence au CELIA à Bordeaux révélant une dépendance en fonction de la taille des NPs du type Giant Oscillator Strenght.Les propriétés de transport électronique des couches minces de NPs, naturellement dopées n, ont été caractérisées grâce à des expériences σ(T). Différents scénarios sont proposés pour expliquer les résultats des expériences de conductivité, et discutés en fonction des propriétés optiques des couches et de leur morphologie. En particulier, il est montré que la surface des NPs, très réactive, influence fortement le transport, ce qui laisse entrevoir la possibilité d’utiliser ces films nanostructurés comme capteurs de gaz.
Author: Zouhair Sofiani
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Languages : fr
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Les semi-conducteurs transparents de type Aii Biv, continuent à susciter une attention considérable du point de vue fondamental et application, principalement en raison de leurs propriétés très exploitées. Une considération particulière a été portée sur l'oxyde de zinc qui est un semi-conducteur de type n possédant d'excellentes propriétés électriques, catalytiques et optiques, qui lui confèrent la possibilité d'être exploité dans de nombreux domaines tel que l'optoélectronique. Dans cette perspective, nous avons étudié l'influence du dopage, des températures de dépôt et de recuit, la nature du substrat et des techniques de dépôt sur la réponse optique non linéaire du ZnO. Nous avons constaté que la réponse non linéaire dépend énormément de ces paramètres. En particulier, nous avons démontré que la réponse non linéaire dépend de la qualité structurale et optique des couches minces.
Author: Germain Rey
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Les nanostructures d'oxydes métalliques jouent un rôle essentiel dans les cellules photovoltaïques à colorants, puisque ces matériaux permettent la réalisation du contact électrique transparent en face avant et de la photoanode. L'oxyde stannique (SnO2) et l'oxyde de zinc (ZnO) ont été employés respectivement, car leurs propriétés optiques, électroniques et structurales sont particulièrement bien adaptées aux cellules solaires à colorant. Le contact électrique transparent, obtenu par pyrolyse d'aérosol, se présente sous forme d'une couche mince de SnO2 dopé par du fluor composée de grains nanométriques. Les propriétés électriques et optiques de ce composant ont été optimisées en vue de son intégration dans des cellules à colorants. Une étude approfondie du transport électronique au sein de la couche a permis de quantifier l'influence des différents mécanismes de diffusion suivant les cas considérés. La photoanode a été réalisée, directement à la surface de la couche mince de SnO2, par dépôt chimique de nanofils de ZnO à partir de précurseurs en phase vapeur. Le diamètre et la densité surfacique des nanofils sont contrôlés respectivement par les conditions de croissance et le degré d'oxydation du substrat. Les photoanodes à base de nanofils ont été intégrées dans des cellules à colorant. La limitation des performances de ces cellules est due à la faible surface développée par le ZnO qui conduit à la fixation d'une trop faible quantité de colorant à la surface de ce dernier. Afin de remédier à ce problème, des nanoparticules de ZnO ont été élaborées par bain chimique à la surface des nanofils. Les cellules solaires à base de structures composites présentent des performances supérieures à celles réalisées à partir de nanofils ou de nanoparticules. Les photoanodes composites permettent d'obtenir à la fois un transport efficace des électrons et de développer une surface importante et de ce fait, elles présentent des performances prometteuses.
Author: Caroline Chubilleau
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Ce travail a été réalisé dans le cadre d'une étude sur les matériaux massifs thermoélectriques nanostructurés, composés dont les propriétés peuvent potentiellement être améliorées grâce aux nombreuses interfaces. Il concerne la réalisation et la caractérisation de composites à matrices skutterudites (CoSb3 ou In0,4Co4Sb12) contenant différents taux d'inclusions nanométriques de PbTe ou de ZnO. Des techniques de métallurgie des poudres et de fracturation laser en milieu liquide ont été conjuguées à divers moyens de caractérisation (RX, MEB, MET) pour mettre au point le protocole d'élaboration des matériaux. L'observation des microstructures des composites a révélé que l'étape de dispersion des particules dans le matériau est la plus délicate de la préparation. Celles-ci forment des amas localisés aux joints de grains. La porosité est également relativement importante lorsque le taux d'inclusions est élevé en particulier avec ZnO. Les propriétés électriques (pouvoir thermoélectrique, résistivité électrique, effet Hall) et thermiques (conductivité thermique) ont été mesurées sur une large gamme de température (2-800 K) puis corrélées aux microstructures. L'analyse des résultats a permis de montrer que le PbTe tend à dégrader les propriétés électriques des deux matrices du fait notamment d'une réaction des nanoparticules avec les skutterudites. Par contre, l'ajout de ZnO semble plus prometteur même s'il est difficile de conclure définitivement quant à son rôle réel compte tenu de la complexité des microstructures (défauts, pores, joints de grains). Un modèle théorique développé afin de mieux comprendre l'impact des tailles de particules sur les propriétés thermiques a mis en évidence qu'il est plus intéressant de travailler avec des skutterudites partiellement remplies plutôt qu'avec CoSb3 puisque les inclusions affectent majoritairement les phonons les moins énergétiques. Les tendances qui se dégagent de cette étude vont plutôt dans le sens d'une détérioration des propriétés avec ce type de nanostructuration lorsque les taux de nanoparticules excèdent quelques pourcents mais l'utilisation de quantités plus faibles et une porosité mieux maîtrisée pourrait avoir un effet positif.
Author: Ishaq Musa
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Pages : 346
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Cette thèse porte principalement sur l'étude de certaines propriétés optiques de nanostructures d'oxyde de zinc (ZnO) sous forme de nanocristaux, de films minces, et en tant que composant nanométrique dans des composites à base de polymères conducteurs. La première partie du mémoire décrit la synthèse de ces matériaux qui a été effectuée à l'Institut des Matériaux Jean Rouxel, par différentes méthodes. Une étude poussée de la caractérisation morphologique et structurale est effectuée au moyen de la microscopie électronique et de la diffraction des rayons X, appuyée par quelques expériences de diffusion Raman. Dans le chapitre suivant, on découvre que ces nanomatériaux émettent une lumière intense dans l'ultraviolet et dans la région verte du spectre. La preuve du confinement quantique des excitons dans les particules de ZnO est apportée par les techniques d'aborption optique et de photoluminescence suivie par une description succincte des modèles régissant ce confinement. Vient ensuite l'analyse des propriétés émissives, notamment par spectroscopie résolue en temps. Les variations temporelles et spectrales de l'émission sont caractérisées en fonction de la taille et des défauts structurels des nanostructures. Le dernier chapitre aborde la synthèse et l'étude optique de matériaux composites obtenus en mélangeant des nanocristaux de ZnO avec des polymères conjugés tels que MEH-PPV, connus pour leurs propriétés de photoluminescence et leur application aux diodes électroluminescentes. Là encore des propriétés émissives remarquables en fonction de la taille des particules insérées sont mises en évidence.
Author: Christian Davesnne
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Pages : 444
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Cette thèse s'inscrit dans le cadre du développement de nouvelles DEL monolithiques à émission blanche. Des films de ZnO dopé terre(s) rare(s) et métal de transition ont été élaborés par pulvérisation magnétron radiofréquence. Un choix judicieux des paramètres de dépôt nous ont permis de mieux comprendre l'influence des dopants sur la structure des films de ZnO:Eu ainsi que sur leurs propriétés de luminescence et électriques. Nous avons montré que l'europium est optiquement actif et qu'un transfert d'énergie a lieu entre la matrice et la terre rare sous excitation optique. Malheureusement, les optimisations des propriétés optiques et électriques sont obtenues pour des conditions de dépôts antagonistes. Nous avons mené une tentative d'optimisation de ces deux propriétés par différents traitements thermiques. Ces derniers n'ont pas été fructueux mais ils ont mis en évidence une diffusion importante des ions Eu3+ vers le bas du film pour des températures de recuit de 1173K, à la différence des ions Eu2+ dont la répartition reste homogène. Des corrélations entre les propriétés structurales et la luminescence des dopants ont pu être avancées. Un codopage Eu/Tb des films a permis d'observer les deux contributions rouge et verte des deux terres rares et de mettre en évidence le mécanisme de transfert d'énergie entre Eu et Tb dans le ZnO. Les faibles intensités de luminescence nous ont amenés à remplacer l'europium par le cobalt. Même si le cobalt est optiquement actif à 660 nm, les films de ZnO:Co possèdent les mêmes inconvénients que ceux rencontrés précédemment à savoir qu'ils présentent une luminescence optimale lorsque la conductivité électrique est faible et inversement.
Author: Tayeb Brouri
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L'oxyde de zinc (ZnO) est un semi-conducteur à large gap direct (3,37 eV) qui possède de nombreuses propriétés intéressantes (piézoélectrique, optique, catalytique, chimique...). Un large champs d'applications fait de lui l'un des matériaux les plus étudiés de la dernière décennie, notamment sous forme nanostructurée. Dans ce travail, nous nous intéressons à la synthèse par électrochimie des couches minces, des micro- & nano-plots, et des nanofils de ZnO. Deux méthodes ont été utilisées : la première dite Template consiste à la fabrication des micro- et nanopores en réseau ordonné à l'aide de la technique lithographique dans lesquels a lieu la croissance du ZnO ; la seconde consiste à la croissance libre de réseau de nanofils. Les caractérisations structurales, morphologiques et optiques du ZnO ainsi élaboré ont été réalisées par diffractométrie des rayons-X (DRX), microscopie électronique à balayage (MEB), microscopie électronique en transmission (MET), spectroscopie Raman, spectroscopie UV et photoluminescence (PL). Les propriétés électriques des couches minces et des réseaux de nanofils (sous l'effet collectif) de ZnO ont été étudiées par des mesures «courant tension» (I-V) à température ambiante dans la configuration métal/semi-conducteur/métal à l'aide d'un réseau de micro-électrodes métalliques déposé en surface du ZnO. Cette étude nous a permis de déterminer qualitativement la conductivité électrique du ZnO et les différents paramètres de la jonction Schottky entre le ZnO et le substrat doré. Celle-ci est fondamentale et indispensable pour la réalisation d'un dispositif de récupération d'énergie tel que le nanogénérateur de courant piézoélectrique à base de nanofils de ZnO.
![Nanohybrides inorganique-organiques à base de ZnO, Zn0,95Ni0,05O,coeur-coquille ZnO@[gamma]-Fe2O3 et de polymères bioactifs PDF](https://books.google.com/books/content/images/frontcover/APaIoAEACAAJ?fife=w80-h100)
Author: Imen Balti
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Languages : fr
Pages : 173
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Book Description
Des nanoparticules des oxydes : ZnO, Zn0,95Ni0,05O et coeur-coquille ZnO@[gamma]-Fe2O3 ont été synthétisées par hydrolyse forcée en milieu polyol. Les particules sont quasi-sphériques de diamètre moyen 20-30 nm. Les trois classes présentent des propriétés de photoluminescence alors que les nanoparticules de l'oxyde de zinc dopé au nickel et les nanoparticules ZnO@[gamma]-Fe2O3 sont superparamagnétiques. Grâce à la polymérisation radicalaire contrôlée, deux polymères bioactifs (le poly(sodium-4-styrenesulfonate) et le poly(sodium-4-styrenesulfonate-co-sodium methacrylate)) ont été greffés à la surface de ces nanoparticules. Les nanocomposites ainsi obtenus conservent leurs performances magnétiques et voient leurs caractéristiques optiques s'améliorer. L'enrobage des nanoparticules d'oxyde par les polymères bioactifs réduit la cytotoxicité de ces nanoparticules. Mots-Clés : nanoparticules, propriétés magnétiques et optiques, polymère bioactif,nanohybrides, cytotoxicité.
Author: Salem Marhaba
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Languages : fr
Pages : 232
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Book Description
A l'échelle nanométrique, les particules de métaux nobles possèdent des propriétés optiques fascinantes. Elles sont dominées par le phénomène de « Résonance de Plasmon de Surface » dont le profil spectral est très sensible à la taille, à la forme et à l'environnement des particules (milieu diélectrique extérieur, autres particules proches...). Ce travail de thèse a pour but une meilleure compréhension des processus fondamentaux responsables des modifications de la résonance de plasmon : d'une part en réalisant la spectroscopie d'extinction de nanoparticules « uniques » par la technique originale de Spectroscopie à Modulation Spatiale et d'autre part en caractérisant la morphologie de ces mêmes objets par une observation directe en Microscopie Electronique à Transmission. Cette double approche permet de corréler la réponse optique de nanoparticules (isolées ou bien en interaction (dimères)) avec leur forme ou leur arrangement spatial, et d'en faciliter ainsi la modélisation théorique
Author: Ahmed Belasri
Publisher: Springer Nature
ISBN: 9811554447
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 659
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Book Description
This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.
