Synthèse et caractérisation de nanocomposites à base de ZnO pour des applications thermoélectriques
Auteur / Autrice : | Céline Byl |
Direction : | Nita Dragoë |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Chimie |
Date : | Soutenance le 02/04/2015 |
Etablissement(s) : | Paris 11 |
Ecole(s) doctorale(s) : | Ecole doctorale Chimie de Paris-Sud (Orsay, Essonne ; 2006-2015) |
Partenaire(s) de recherche : | Equipe de recherche : Synthèse, Propriétés et Modélisation des Matériaux (2014-.... ; Orsay, Essonne) |
Laboratoire : Institut de chimie moléculaire et des matériaux d’Orsay (Orsay, Essonne ; 2006-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Anne Bleuzen |
Examinateurs / Examinatrices : Nita Dragoë, Anne Bleuzen, Sylvie Bégin-Colin, Nicolae Spataru, Virginie Viallet, Bertrand Lenoir | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvie Bégin-Colin, Nicolae Spataru |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Ce travail de thèse a pour objectif l’obtention de nanocomposites denses ZnO/SiO2 afin d’améliorer les propriétés thermoélectriques de l’oxyde de zinc. Ce manuscrit décrit différents aspects de l’élaboration tant en terme de synthèse que de densification de nanocomposites ZnO/SiO2 ainsi que leur caractérisation. Afin d’obtenir des nanoparticules en grande quantité, de bonne cristallinité et de taille inférieure à 10 nm, l’optimisation d’une synthèse par voie polyol en jouant sur différents paramètres (pH, température, taux d’hydrolyse, solvant, surfactant) a été réalisée. Nous avons pu mettre en évidence l’intérêt d’utiliser l’acide benzoïque comme surfactant pour éviter l’agglomération de ces nanoparticules. La modification de surface des nanoparticules par de la silice a ensuite été explorée. Cette modification a été réalisée par une méthode classique, le procédé Stöber, ainsi que par une technique moins conventionnelle, l’ALD. Une étude approfondie de la densification par SPS à la fois de l’oxyde de zinc et des nanoparticules recouvertes a été décrite. L’influence de la couche amorphe déposée sur la croissance cristalline des nanoparticules a été démontrée. Nous avons par ailleurs pu mettre en exergue une pollution importante par du carbone lors de la densification des composés entrainant des modifications importantes des propriétés de transport. Le résultat majeur de cette thèse est la mise en évidence de clusters d’oxyde de zinc fortement dopés dans ces composés qui remet en question les mécanismes de transport dans le ZnO.