Performance des TCO (SnO2, In2O3, ZnO) en applications technologiques

Abstract

Notre travail s‟intéresse à l‟élaboration et à l'étude des films minces à base de SnO2 dopés à l'or Au et à l'antimoine Sb ; les principaux objectifs sont de minimiser la taille qui doit correspondre aux applications dans les micro-nano-dispositifs, d'obtenir les meilleures performances à l'échelle nanométrique et de vérifier les propriétés de conduction induites par ce dopage. Pour ce faire, on utilise la technique de pulvérisation cathodique sur des substrats en verres pour le dépôt de couches de SnO2 et de SnO2 dopées Au et SnO2 dopé Sb, à la température de 500 °C. Ces films sont soumis à différents traitements à l'UHV (Ultra High Vacuum) pour se débarrasser de leurs impuretés et de leur porosité et rendre ainsi leur état de surface lisse. Pour vérifier l'évolution de leurs surfaces respectives, on utilise principalement les techniques XPS, TEM et EDS ; la technique DRX a été utilisée pour déterminer les propriétés structurelles comme la taille des grains, les paramètres de maille et la compacité. L'étude de la détection de gaz par SnO2:Au et SnO2:Sb a été étudiée en utilisant des contacts ohmiques et la spectroscopie d'impédance électrique (EIS), ce qui nous permet d'utiliser nos films comme nano-capteurs pour la détection de gaz. Les principaux résultats obtenus peuvent être résumés comme suit : le dopage modifie les dimensions des grains de 25,63 nm pour le SnO2 pur à 14,93 nm pour Au-SnO2 et à 20,84 nm pour SnO2:Sb, la densité de dislocation δ qui passe de 15,22 pour le SnO2 pur à 20,05 pour SnO2:Au et à 23,02 nm pour SnO2:Sb, ce qui induira une réponse élevée du capteur de gaz en raison du rapport surface-volume ultra élevé. La présence du métal Au et du métal Sb dans la matrice SnO2 améliorerait ses propriétés de détection pour certains gaz tels que le CO, le CO2, le NH3, le H2S et l'éthanol.