Synthèse par voie hydrothermale et caractérisation des micro/nanostructures d’Oxyde de Zinc.
Synthèse par voie hydrothermale et caractérisation des micro/nanostructures d’Oxyde de Zinc.
Fichiers
Date
2015-02-02
Auteurs
Bekhti Widad
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Éditeur
Résumé
L’oxyde de zinc (ZnO) est un matériau semi-conducteur qui présente des caractéristiques très intéressantes telles que : un gap directe à 3,37 eV à température ambiante, une forte énergie excitonique (60 meV à température ambiante) associé à un caractère piézoélectrique. Ces propriétés permettent de considérer le ZnO parmi les nanomatériaux prometteurs, dans une grande variété d’applications: dans le domaine de l’optoélectronique, de l’énergie photovoltaïque ou de l’environnement. Pour que ces dispositifs deviennent exploitables à l’échelle industrielle, certaines conditions doivent être satisfaites comme le contrôle de la taille des nanostructures ainsi que de leur forme, l’impact de la technique de synthèse sur l’environnement, l’économie de l’énergie utilisée dans la production du matériau.
C’est dans ce cadre que nous nous sommes intéressés à l’étude de la croissance des micro/nanostructures de ZnO, en particulier à une dimension (1D). Nos échantillons sont obtenus par la synthèse hydrothermale. Cette méthode nous a permis de réaliser des nanostructures de ZnO de très bonnes qualités cristallines sous pression contrôlée (≤ 15 bar) et à basse température (< 250°C). Ces conditions de préparation ont l’avantage de limiter la consommation en énergie. D’autre part, nous avons utilisé l’eau comme solvant dans la préparation des solutions ce qui présente un effet positif pour l’environnement (démarche d’éco-conception ou « green chemistry »).
Dans la première partie de ce travail, nous avons étudié l’influence d’un ensemble de paramètres expérimentaux tels que : le temps, la quantité de base, la température… sur la croissance des nanorods afin de déterminer les conditions optimales pour l’obtention de nanorods homogènes, plus denses et avec une faible distribution de tailles.
Dans la deuxième partie, nous nous sommes intéressés à l’étude de l’influence induite par les cations présents dans les solutions suite à l’hydrolyse des bases sur la morphologie des micro/nanostructures de ZnO. Nous avons, par la suite, étendu cette étude à l’utilisation de polymères comme agents cappants afin de limiter la croissance latérale et diminuer ainsi les tailles des rods.
Enfin, les échantillons obtenus ont fait l’objet d’une caractérisation à la fois structurale et morphologique afin d’exploiter au mieux la richesse des géométries et les tailles des micro/nanocristaux élaborés.
Description
Mots-clés
micro/ nanorods de ZnO,synthèse hydrothermal,
taille des grains de ZnO,densité de charge en surface,hydrolyse des cations,
diagrammes Williamson-Hall,adsorption des cations,absorption UV-Visible,Spectroscopie Raman
auto-assemblage orienté,