Mécanismes de croissance de nanostructures de ZnO par voie chimie liquide et caractérisation avancée

Les travaux presentes dans ce manuscrit traitent des mecanismes de croissance associes au depot de nanofils d’oxyde de zinc (ZnO) en bain chimique. Cette technique de croissance, attractive de par sa facilite de mise en œuvre et son cout limite, consiste a immerger un substrat dans une solution de precurseurs portee a basse temperature (typiquement 90°) pendant quelques heures. Le depot prealable d’une fine couche de ZnO fortement texturee est necessaire a l’obtention de la morphologie nanofils et il est donc necessaire de maitriser le processus de croissance associe. Dans un souci de coherence, la methode sol-gel dite de trempage consistant a immerger le substrat dans une solution de precurseurs avant de recuire la couche ainsi deposee est ici adoptee. Le ZnO, sous sa morphologie nanofils, est actuellement fortement etudie du fait de son fort potentiel applicatif. Typiquement, il peut etre utilise en tant que brique de basse dans la realisation de cellules solaires de types Gratzel ou a absorbeur extremement fin. Dans ce contexte, il est necessaire que les nanostructures elaborees presentent des proprietes physiques attractives et ces dernieres doivent donc etre finement caracterisees. Dans un premier temps, l’influence des parametres experimentaux associes au processus de trempage sur les proprietes morphologiques et structurales de films minces de ZnO deposes via ce processus est quantifiee. Il est montre a cette occasion que dans des conditions extremes de recuits, les couches evoluent vers une morphologie de type fil. Fort des conclusions obtenues, les mecanismes regissant la croissance de nanofils de ZnO en bain chimique, et plus particulierement l’influence de la surface de nucleation sur ces derniers, sont etudies. La possibilite d’obtenir des nanofils localises et parfaitement alignes a travers la realisation de masques est demontree. L’ensemble des nanostructures elaborees (couches et nanofils) sont caracterisees par photoluminescence afin de pouvoir estimer leur qualite structurelle et d’etudier les defauts en presence. Pour finir, une etude plus fondamentale consistant a suivre in situ l’evolution des nanofils au cours de la croissance par rayonnement synchrotron est proposee avec une attention toute particuliere aux phenomenes de polarite.