Etude de l’effet du recuit thermique sur les propriétés optiques et électriques des films d’oxyde d’étain

Abstract

Les oxydes transparents conducteurs en couches minces ont des applications potentielles dans de nombreux domaines, essentiellement lorsque l’on a besoin simultanément d’une bonne transparence dans le visible et d’une bonne conductivité électrique. La méthode de tirage Sol-gel a été choisie pour élaborer des films d’oxyde d’étain dopés en aluminium. Dans ce travail, nous avons préparé des couches minces de SnO2 non dopées et dopées 2.5%, 5% et 10% en Aluminium. La caractérisation des échantillons a été réalisée en utilisant, la diffraction des rayons X, la spectroscopie (Ultra-violet-visible), la spectroscopie d’absorption infrarouge et la spectroscopie d’impédance complexe. L’oxyde d’étain dopé aluminium se cristallise dans la structure rutile avec une maille élémentaire tétragonale. La substitution par les ions d’aluminium augmente la taille des cristallites et améliore la cristallisation. Les spectres infrarouges obtenus pour différents dopage en cobalt présentent les bandes entre 609 cm-1 et 733 cm-1 qui sont attribués au mode de vibration stretching des liaisons SnO et asymétrique des groupements O-Sn-O. Les films d’oxyde d’étain présentent une bonne transparence qui varie selon le nombre de couches et le taux de dopage. Nous avons constaté que le gap apparent des films d’oxyde d’étain augmente lorsqu’on augmente le nombre de couches, ce qui est dû à une grande concentration de porteurs de charges principalement due aux lacunes d’oxygène. Le dopage en aluminium a pour effet de diminuer la largeur de la bonde interdite pour des taux de dopage élevés. L'effet des joints de grains est dominant dans le mécanisme de conduction, on constate aussi, que le schéma équivalent des films est un circuit RC en parallèle.