Elaboration et caractérisation des couches minces d’oxyde de titane (TiO2) non dopé et dopées au cobalt (Co) par évaporation sous effet joule

Abstract

Cette étude présente la préparation et la synthèse des couches minces de TiO2 non dopées et dopées au Co, déposées sur des substrats de verre par la technique de l'évaporateur sous vide, ainsi que l'influence du dopage au Co sur leurs propriétés structurelles, microstructurales et morphologiques, avec des concentrations de Co de 5, 10 et 15 wt.%. Les résultats de diffraction des rayons X (DRX) montrent que le produit non dopé correspond à la phase amorphe. Cependant, l'ajout de 5, 10 et 15 wt.% d’impureté Co entraîne l'apparition des pics de la phase anatase aux diffractions des plans (101) et (020), respectivement. L'étude en microscopie électronique à balayage (MEB) des films de TiO2, qu'ils soient purs ou dopés, montre une distribution uniforme des grains de nature dense ainsi qu'une couverture homogène de la surface du substrat. L’analyse par Énergie Dispersive de rayons X (EDX) des couches minces de TiO2 dopées avec différentes teneurs en cobalt (5, 10 et 15 wt.%) montre des répartitions massiques de Co très proches des valeurs nominales.

This study presents the preparation and synthesis of undoped and Co-doped TiO2 thin films using the vacuum evaporation technique, as well as the influence of Co doping on their structural, microstructural, and morphological properties, with Co concentrations of 5, 10, and 15 wt.%. The X-ray diffraction (XRD) results show that the undoped product corresponds to the amorphous phase. However, the addition of 5, 10, and 15 wt.% of Co impurity leads to the appearance of peaks of the anatase phase in the diffractions of the (101) and (020) planes, respectively. Scanning electron microscopy (SEM) study of TiO2 films, whether pure or doped, shows a uniform distribution of dense grains and a homogeneous coverage of the substrate surface. The Energy Dispersive X-ray (EDX) analysis of thin layers of TiO2 doped with different cobalt contents (5, 10, and 15 wt.%) shows cobalt mass distributions very close to the nominal values.