Enhancement of superconducting properties of MgNiS by using oxygen annealing atmosphere

SBAIHI, Amira (2024) Enhancement of superconducting properties of MgNiS by using oxygen annealing atmosphere. Doctoral thesis, Université Mohamed Khider (Biskra - Algérie).

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Abstract

Dans cette étude, nous avons exploré les propriétés physiques des couches non dopées de sulfure de nickel produits par pyrolyse par pulvérisation. La diffraction des rayons X a révélé que tous les couches possèdent une structure hexagonale fondamentale avec une orientation préférée (010), et la taille cristalline optimale était d'environ 22,148 nm. L'analyse par spectroscopie infrarouge transformée de Fourier (FTIR) a soutenu ces résultats, mettant en évidence la liaison Ni-S à 626 cm-1. Les mesures optiques ont indiqué des énergies de bande interdite allant de 0,87 à 0,92 eV. Les résultats de conductivité électrique étaient prometteurs, indiquant que les couches minces de NiS sont adaptés pour des applications dans les supercondensateurs. Cette étude a investigué les effets du dopage au magnésium (Mg) sur les films minces de sulfure de nickel à des niveaux allant de 2% à 8%. Les principales découvertes incluent une structure polycristalline hexagonale avec des tailles de cristallites plus petites à des concentrations plus élevées de Mg, notamment 14,015 nm à 6%. L'analyse FTIR a confirmé les liaison Ni-S à 632 cm-1, et l'énergie de bande interdite a été observée varier entre 0,882 et 0,994 eV. La résistance électrique la plus basse mesurée était de 5,569 ohms, également à une concentration de 6% de Mg. Les couches minces de NiS dopés au Mg, recuits dans l'oxygène à 300°C pendant 3 heures et 30 minutes, et à 350°C pendant 3 heures, ont principalement montré une structure NiS avec une phase de NiO. Une augmentation significative de la taille des cristallites a été observée, en particulier à 300°C. Ceci indique une amélioration de la structure cristalline, et les films ont montré de bonnes propriétés de bande interdite optique et une résistance en feuille favorable (de 1,87 à 8,30 Ω/feuille). Le recuit optimal pour des applications dans les supercondensateurs a été trouvé à 300°C pendant 3 heures et 30 minutes.

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