Caractérisation structurale et optique de l’oxyde ZnAl2O4 préparé par voie Sol-gel

Abstract

Dans ce travail, nous avons préparé un oxyde de type spinelle ZnAl2O4 sous forme de poudre par la méthode sol gel. Nous avons utilisé les nitrates de métal comme précurseurs de cations et l'acide citrique comme agent complexant. Les propriétés structurelles, optiques et morphologiques de cet oxyde ont été déterminées à l'aide de plusieurs techniques, notamment la diffraction des rayons X, la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, la spectroscopie UV-visible et la microscopie électronique à balayage. Le résultat obtenu de l'analyse aux rayons X a confirmé la bonne cristallisation du composé d'aluminate de zinc dans une structure cubique appartenant au groupe d'espace Fd m, aucune phase secondaire n’a été détectée. Les paramètres de maille, le volume et les positions des atomes ont été déterminés par l’affinement du diffractogramme par FullProf. La taille des cristallites a également été mesurée par deux méthodes de Scherrer et de Williamson-Hall, où il a été constaté qu'elles sont de l'ordre du nanomètre. L'étude du spectre infrarouge a montré que les pics centrés entre 500, 550 et 662 cm 1 - correspondent aux bandes de vibrations caractérisant les liaisons métal – oxygène. La spectroscopie UV-visible a permis d'étudier les propriétés optiques de l'échantillon. L’énergie du gap a été calculée par la méthode de Tauc ; il s’est avéré qu’elle est de l'ordre de 3,74 eV, confirmant ainsi le caractère semi-conducteur du composé d’aluminate de zinc. Enfin, l'étude morphologique au microscope électronique à balayage a montré l’aspect granulaire de la poudre obtenue.