Elaboration et caractérisation optique de nano-cristallites semi-conductrices CdX (X = S, Se, Te) dispersées dans un verre borosilicate de sodium préparé par le procédé sol-gel

Fabrication and optical characterisation of nanocristallite semiconductor cdx(x = s,se,te) dispersed in a sodium borosilicate glass, prepared by the sol-gel technique

• Auteur / Autrice : Jean-Louis Marc
• Direction : William Granier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des matériaux
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie d'absorption

Cadmium -- Composés

Verre

Recuit des cristaux

Sol-gel, Procédé

Cristaux moléculaires

Composés semiconducteurs

Nanotechnologie

Optique non linéaire

Résumé

Ce travail concerne la synthese par le procede sol-gel de verres dopes par des nano-cristallites de semiconducteurs ii-vi et leur caracterisation. La matrice vitreuse choisie est un borosilicate de sodium de composition 1 na2o. 1sio2. 1b2o3 prepare a partir d'un hydrogel a l'aide de precurseurs inorganiques h#3bo#3 et na#2sio#3,9h#2o. L'elaboration du semiconducteur est basee sur la complexation du cadmium par une molecule chalcogenee au niveau de la solution aqueuse precedant la formation de l'hydrogel. Les precurseurs du cadmium et des chalcogenes sont respectivement cdso#4 ou cdco#3 pour le cadmium et nh#4scn, h#2seo#3 et h#6teo#6 pour le soufre, le selenium et le tellure. La formation du semiconducteur cdx intervient in-situ lors de la degradation thermique du gel et conjointement a sa densification. Le semiconducteur se trouve ainsi protege de l'oxydation. La transition gel-verre intervenant rapidement permet d'empecher la coalescence et la degradation des cristallites semiconductrices formees en son sein. Les plus petites cristallites sont obtenues en diminuant la concentration en cadmium. Les tailles ainsi que les repartitions en taille sont estimees a partir du spectre d'absorption optique a l'aide d'un modele theorique. Un effet de confinement quantique marque est ainsi obtenu pour des tailles de cristallites proches de 3nm. La qualite des cristallites et la repartition en taille sont ensuite ameliorees par recuit a une temperature superieure au tg. Une etude systematique du recuit a 540c, temperature optimum, a permis de mettre en evidence plusieurs processus de modification des cristallites