Elaboration et caractérisations structurale, optique et magnétique des matériaux en couches minces Bi2S3, MnS et leurs composites (Bi2S3)(x)(MnS)(1-x)

Abstract

الملخص (بالعربية) : الهدف من هذه الأطروحة هو تخليق وتوصيف الأغشية الرقيقة من Bi2S3 و γ-MnS ومركباتها بطريقة الانحلال الحراري بالرش عند درجة حرارة 280 درجة مئوية. لتطبيق ممكن للتحويل الكهروضوئية. في الخطوة الأولى ، حاولنا تحسين معاملات الترسيب المختلفة من أجل الحصول على طبقات رفيعة مع المرحلة المطلوبة. في الخطوة الثانية ، انتقلنا إلى تحليل الطبقات التي تنتجها تقنيات توصيف المواد المختلفة. أظهر التوصيف الهيكلي للأغشية من خلال تحليل أطياف حيود الأشعة السينية تعايش المركبين الثنائيين Bi2S3 و γ-MnS ، مما أكد تكوين الأغشية الرقيقة المركبة (Bi2S3) x (-MnS) 1-x. يُظهر مقياس الطيف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية المرئية لهذه الأفلام أن طاقة الفجوة للعينات المركبة تقع بين طاقات الفجوات الأساسية لمواد البداية Bi2S3 (على سبيل المثال = 1.5 فولت) و γ-MnS (على سبيل المثال = 3.29 فولت) . أكد قياس المقاومة الكهربائية أيضًا أن الجمع بين مركبات Bi2S3 و γ-MnS يمكن أن يقلل من مقاومتها إلى 5.89 Ω سم.

الكلمات المفتاحية : رذاذ الانحلال الحراري مركبات رقيقة γ-MnS؛ Bi2S3 ---------------------------------------------- Résumé (en Français) :

La présente thèse a pour objectif la synthèse et la caractérisation des couches minces de Bi2S3, γ-MnS et de leurs composites (Bi2S3)x(γ-MnS)1-x par la méthode spray pyrolysis à la température de 280°C. Pour une éventuelle application pour la conversion photovoltaïque. Dans une première étape, nous avons tenté d’optimiser les différents paramètres de dépôt afin d’obtenir des couches minces ayant la phase souhaitée. Dans une deuxième étape, nous avons procédé à l'analyse des couches élaborées par diverses techniques de caractérisation des matériaux. La caractérisation structurale des films par analyse des spectres de diffraction des RX a montré la coexistence des deux composés binaires Bi2S3 et γ-MnS, ce a qui confirmé la formation des couches minces composites (Bi2S3)x (γ-MnS)1-x. Le spectrophotomètre UV-Visible de ces films à montre que l’énergie du gap des échantillons composites sont comprises entre les énergies des gaps fondamentaux des deux matériaux de départ le Bi2S3 (Eg=1.5 eV) et γ-MnS (Eg=3.29 eV). La mesure de la résistivité électrique a confirmé aussi que la combinaison des composés Bi2S3 et γ-MnS peut diminuer leur résistivité jusqu’à 5.89 (Ωcm). Les mots clés : Mots clés : γ-MnS ; Bi2S3 ; spray pyrolysis; composites en couches minces

---------------------------------------------- Abstract (en Anglais) : The objective of this thesis is the synthesis and characterization of thin films of Bi2S3, γ-MnS and their composites (Bi2S3) x (γ-MnS) 1-x by the spray pyrolysis method at a temperature of 280 ° C. For a possible application of photovoltaic conversion. In a first step, we tried to optimize the various deposition parameters in order to obtain thin layers with the desired phase. In a second step, we proceeded to the analysis of the layers produced by various techniques of material characterization. The structural characterization of the films by analysis of the X-ray diffraction spectra showed the coexistence of the two binary compounds Bi2S3 and γ-MnS, which confirmed the formation of composite thin films (Bi2S3) x (γ-MnS) 1-x. The UV-Visible spectrophotometer of these films shows that the gap energy of the composite films is between the energies of the fundamental gaps of the two starting materials Bi2S3 (Eg = 1.5 eV) and γ-MnS (Eg = 3.29 eV) . The measurement of the electrical resistivity also confirmed that the combination of the compounds Bi2S3 and γ-MnS can decrease their resistivity up to 5.89 (Ωcm)

Keywords : Keywords: γ-MnS ; Bi2S3 ; spray pyrolysis; composites thin films