Conclusion :
Ce premier chapitre est l'état de l'art de notre
travail, nous avons présenté quelques
généralités sur le dioxyde de titane et leurs applications
dans plusieurs domaines. Par la suite, nous avons énoncé la
théorie de la fonctionnelle de la densité DFT.
Chapitre II
Méthodes de calcul et matériels
I. Chapitre II Méthodes de calcul et
matériels
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Technique d'élaboration des couches minces
de TiO2 : Spray pyrolyse
1.1 Le Spray pyrolyse :
Le spray pyrolyse est une technique très facile
d'élaboration des couches minces. Le mot spray en anglais indique le jet
d'un liquide (parfum, déodorant ...) projeté par des fines
gouttelettes par pulvérisation. Le mot pyrolyse indique un chauffage du
substrat. Le dépôt de films minces uniformes et de haute
qualité peut être divisé en deux grandes catégories
en fonction de la nature du processus de dépôt. Les
méthodes physiques comprennent le dépôt physique en phase
vapeur (PVD), l'ablation au laser, l'épitaxie par jet
moléculaire.
Les méthodes chimiques peuvent être
divisées en deux groupes : les méthodes de dépôt en
phase gazeuse et les techniques de mise en solution. Les méthodes en
phase gazeuse sont le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et
l'épitaxie en couches atomiques, tandis que les méthodes de
pyrolyse par pulvérisation, de revêtement sol-gel, de spin et de
trempage utilisent des solutions de précurseurs.
1.2 Système expérimental de Spray pyrolyse
:
La présente étude vise à préparer
des films minces de TiO2 en utilisant le procédé de
dépôt par pyrolyse par pulvérisation économique. La
technique de pyrolyse par pulvérisation est particulièrement
intéressante, non seulement parce qu'elle donne naissance à des
films de qualité relativement élevée, mais aussi parce
qu'elle est simple, peu coûteuse, peu coûteuse et qu'elle permet de
contrôler de nombreux paramètres tels que la température du
substrat, la composition du précurseur du mouvement de la buse de
pulvérisation. Ces paramètres peuvent influer sur la structure de
l'échantillon préparé et, à son tour, sur ses
propriétés physiques, notamment la structure cristalline, la
taille des particules, la forme et la cristallinité. Aujourd'hui, le
procédé de technique de pyrolyse par pulvérisation est
utilisé pour préparer différents types de
matériaux, qui sont utilisés dans diverses technologies, telles
que les dispositifs optoélectroniques, les cellules solaires et les
systèmes de capteurs.
Le système de dépôt par pyrolyse par
pulvérisation est représenté schématiquement sur la
figure (2.1), il contient essentiellement une buse de pulvérisation
ronde, une pompe et une plaque chauffante.
Chapitre II Méthodes de calcul et
matériels
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1.2.1 Le spray nozzle :
La solution à pulvériser est
pulvérisée sur le substrat chauffé à travers une
buse à jet rond dont l'orifice a un diamètre de 0,5 mm et
contient un conduit pour le liquide et un autre pour le transporteur de gaz. La
buse est montée sur un système de balayage XY lui permettant de
couvrir la totalité de la surface active de la plaque chauffante par
passages réguliers et successifs du jet. Le vecteur de gaz disperse la
solution en gouttelettes pour former l'aérosol qui recouvre le substrat
à une certaine vitesse comme un jet conique. Le gaz
sélectionné est l'azote (N2) qui est inactif lors de la formation
du composé par des réactions chimiques et qui évite les
chimisorptions de l'oxygène lors de la formation des couches.
Le choix de la vitesse est déterminé par la
distance entre le substrat et la buse. Ce paramètre influence en effet
la taille des gouttelettes, puis la qualité du film formé sur le
substrat chauffé. Afin de réaliser une pulvérisation
uniforme sur toute la surface du substrat, la distance de la buse du substrat
est égale à 30 cm.
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