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Synthèse et propriétés de monocristaux, de poudres, films minces ou hétérostructures

Etudes à l'interface avec la matière biologique

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Soutenance de Thèse de Sophie Guillemin : Mécanismes de croissance de nanostructures de ZnO par voie chimie liquide et caractérisation avancée

Publié le 24 novembre 2014
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Soutenance 19 décembre 2014
Vendredi à 14h - Salle M252 - 2nd étage Grenoble INP - Phelma Minatec

MOTS-CLES : ZnO, processus de trempage, films minces, dépôt en bain chimique, nanofils, croissance localisée, recuits, photoluminescence, caractérisation par rayonnement synchrotron

GUILLEMIN-S-200.jpg

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Thèse de Sophie Guillemin

Mécanismes de croissance de nanostructures de ZnO par voie chimie liquide et caractérisation avancée / Growth of ZnO nanostructures by wet chemistry and advanced characterization

Directeurs de thèse
G. Bremond INL, INSA Lyon & V. Consonni LMGP, Grenoble

Résumé (Click here for abstract in english)
L'oxyde de zinc est un matériau semi-conducteur grand gap présentant la remarque propriété de croître sous forme de nanofils via des techniques bas coûts telles que la croissance en bain chimique. Ainsi, il est aujourd'hui étudié en tant que brique de base de cellules solaire de troisième génération telles que les cellules à colorant ou les cellules à absorbeur extrêmement mince. Cependant, pour obtenir de bons rendements, il est nécessaire de contrôler la morphologie des tapis de nanofils et, principalement, leur verticalité.
Le dépôt de nanofils de ZnO en bain chimique se fait en deux étapes. Dans un premier temps, une fine couche de ZnO est déposée par processus de trempage (i.e. dip-coating) sur le substrat. L'échantillon est ensuite immergé dans une solution de précurseurs portée à basse température (typiquement 90°C) pendant quelques heures. Dans la première partie de cette présentation, nous nous intéresserons aux mécanismes de nucléation et de croissance des nanofils de ZnO. Forts des conclusions obtenues, nous verrons dans une seconde partie comment optimiser les couches d'amorces afin d'obtenir des tapis de morphologie contrôlée.

Abstract
ZnO nanowires are of strong interest in the realization of solar cells based on type-II band alignment. They can be grown by chemical bath deposition, a technique in which the substrate is seeded with ZnO nanoparticles by dip-coating and then placed in a precursor solution heated at 90°C for a couple of hours. In this presentation, we will discuss the nucleation and growth mechanisms associated with this low cost technique. In particular, we will see how the seed layer morphology can drive the one of the nanowires.


Jury members
Prof. P. Galtier, GEMaC, Univ. Versailles, France (Rapporteur)
Dr. T. Pauporté, LECIME, Chimie ParisTech, Paris, France (Rapporteur)
Dr. J.M. Chauveau, CRHEA, Univ. Nice-Sophia Antipolis, Valbonne, France (Examiner)
Dr. E. Sibert, LEPMI, Univ. Grenoble Alpes, France (Examiner)
Prof. S. Parola, ENS Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, France (Examiner)
Dr. G. Bremond, INL, INSA-Lyon, Villeurbanne, France (Thesis Director)
Dr. V. Consonni, LMGP, Grenoble INP, Grenoble, France (Thesis Co-director)
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mise à jour le 10 décembre 2014

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