Elaboration et caractérisation des films minces d'oxyde de titan pur et dopés Nd et Ag

Abstract

Ce travail a étudié les caractéristiques structurales et optiques des couches minces de TiO2 dopées en néodimium et en argent et élaborées par voie Sol-Gel. Les propriétés structurales et optiques des couches minces du dioxyde de titane dépendent fortement au taux du dopage. Les films déposés purs et dopés néodyme montrent une bonne cristallisation et haute densité. En outre, l'ajout en petite quantité (3 %) du néodimium ne détériore ni la structure cristalline ni la transparence des couches de TiO2. Par contre, il augmente considérablement son gap optique, sa densité et son émission photoluminescence. Une émission photoluminescence verte et forte a été observée pour le film mince de TiO2 dopé au Nd à 3% autour de 520 nm et qui a une relation avec les lacunes d'oxygène. Les films dopés argent montrent aussi une bonne cristallisation prouvée par la présence seulement des modes de vibrations et pics de diffraction attribués seulement à la phase anatase. Les mesures UV-Visible montre une haute transparence dans le visible des films supérieur ou égal à 80 %. Aussi, des bandes interdites varient entre 3.20 et 3.52 eV, et des indices de réfraction supérieure ou égale à 1.6 dans la région visible. L'étude des propriétés électriques montrent que la résistivité est de l'ordre de 10-3 Ω.cm. La figure de mérite (pour le compromis entre les deux propriétés optiques et électrique) montre que l'échantillon dopé à 7 % est le meilleur candidat comme TCO.