Application de la microgravimetrie a cristal de quartz a l'etude de l'electrodepot des composes binaires cu-se et ternaires cu-in-se

• Auteur / Autrice : AGNES MARLOT
• Direction : JACQUES VEDEL
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Ce memoire presente des resultats concernant l'electrodepot de composes binaires et ternaires a base de cuivre, de selenium et d'indium. Cette etude est realisee par electromicrogravimetrie a cristal de quartz, methode qui associe les mesures electrochimiques classiques a des mesures de masses deposees a la surface d'un substrat. Ce couplage permet de determiner in situ et en temps reel, des rendements d'electrosynthese. Apres le rappel des principes de base qui gouvernent le fonctionnement d'un resonateur a cristal de quartz en milieu liquide, nous decrivons l'appareillage particulier mis au point : une electrode a microbalance a quartz tournante, qui permet de controler les flux de diffusion des especes precurseurs en solution et d'etablir un regime hydrodynamique stationnaire. Les resultats sont analyses en termes de masse molaire equivalente me, grandeur derivee de la loi de faraday et definie comme le rapport de la masse atomique du depot sur le nombre effectif d'electrons mis en jeu. Dans le cas des binaires cu-se, la teneur relative (se/cu) en selenium dans les depots est deduite des mesures de me, avec une precision de l'ordre de 10%. La reaction d'electrodepot est limitee par la diffusion des solutes precurseurs en solution : la teneur (se/cu) est directement proportionnelle au rapport des concentrations de se(iv) et de cu(ii) fixees en solution. En presence de quantites non limitantes d'in(iii), la composition (se/cu) des ternaires cu-in-se obeit au meme principe. Dans ce cas, les mesures de me permettent de determiner la teneur relative en indium (in/cu) dans les depots. L'insertion de l'indium est limitee par une reaction chimique parasite de precipitation du se(o), dont les effets sont attenues en augmentant la surtension de depot cathodique. Aux potentiels les plus negatifs, les rendements d'electrosynthese sont inferieurs a un et la structure des couches se degrade, en raison du degagement de microbulles d'hydrogene.