Optimisation des propriétés physico-chimiques et photocatalytiques des couches minces à base d’oxyde

Barkat, Hadjer (2025) Optimisation des propriétés physico-chimiques et photocatalytiques des couches minces à base d’oxyde. Doctoral thesis, Faculté des Sciences et de la technologie.

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Abstract

Dans ce travail, des films minces de ZnO non dopé et dopé au Ba ont été déposés sur des substrats en verre par une méthode simple et économique d'adsorption et de réaction successive des couches ioniques (SILAR). Ces films ont été étudiés à l'aide de diverses techniques. Afin d'optimiser la 122 qualité de nos films, nous avons étudié l'influence des concentrations de dopant, du nombre de cycles de dépôt et de la température de recuit sur les propriétés structurales, morphologiques, optiques et photocatalytiques des films. Tous les échantillons ont montré une nature polycristalline avec une phase hexagonale de type wurtzite. Les spectres de diffraction des rayons X ont montré que la cristallisation des films de ZnO dopés à 5 % en masse de Ba était meilleure que celle des échantillons non dopés, avec une orientation préférentielle le long du plan (100). Les images SEM ont révélé que les films étaient bien adhérents et uniformes. Les spectres UV-Vis ont montré que la transmittance des films augmentait avec l'augmentation de la concentration en Ba, démontrant ainsi une meilleure transparence optique. Les films de ZnO dopés à 5 % en Ba ont présenté la meilleure efficacité photocatalytique, atteignant une dégradation de 95,78 % de MB sous irradiation solaire pendant 5 heures. Cet échantillon a montré une stabilité et une réutilisabilité exceptionnelles, conservant ses performances sur cinq cycles. D'autre part, les films de ZnO dopés à 5 % en Ba, déposés avec différents nombres de cycles, ont montré qu'une augmentation du nombre de cycles de dépôt conduisait à une meilleure cristallinité aux cycles plus élevés. En conséquence, l'efficacité photocatalytique a augmenté pour atteindre 93,51 % après 15 cycles. De plus, les résultats ont montré que le processus de recuit à 450°C améliore la cristallinité, les propriétés optiques et l'efficacité photocatalytique des films de ZnO dopés au Ba, atteignant une dégradation de 96,17 % de MB, qui a progressivement diminué à 94,89 % après cinq cycles successifs.

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