Tesis: Imen BEN KHALED

Relatores:

Examinadores:

• Michel VOUE - Universidad de Mons - Bélgica
• Sophie BARRAU - Universidad de Lille - Francia
• Damien THIRY - Universidad de Mons - Bélgica
• Rabah BOUKHERROUB - Universidad de Lille - Francia

Supervisores de tesis:

• El Hadj DOGHECHE - Université Polytechnique Hauts-de-France - Francia
• Philippe LECLERE - Universidad de Mons - Bélgica

El óxido de zinc (ZnO) es desde hace varias décadas uno de los materiales piezoeléctricos más prometedores conocidos por sus propiedades piezoeléctricas para la recuperación de energía. Este material ecológico puede ser un sustituto de materiales que contienen elementos tóxicos como el plomo. El objetivo último de esta actividad investigadora es fabricar materiales dopados y no dopados con itrio (Y) a varias escalas, incluidas películas delgadas (desarrolladas mediante pulverización catódica por magnetrón de RF) y nanocables (sintetizados mediante una técnica hidrotérmica respetuosa con el medio ambiente y baja en carbono), con una estructura cristalina robusta y una microestructura orientada verticalmente. Estudiamos la influencia de la capa semilla de ZnO y del tiempo de síntesis hidrotermal en el crecimiento de los nanohilos, en particular en su densidad y orientación. Con el fin de optimizar la capa de germinación
necesaria para el crecimiento vertical de los nanohilos, se analizaron dos parámetros: la relación plata/oxígeno y el espesor de la capa. Las capas semilla y los nanohilos obtenidos se caracterizaron mediante microscopía electrónica de barrido acoplada a análisis de dispersión de energía de rayos X (eSEM/EDS), difracción de rayos X (XRD) y microscopía de fuerza atómica (AFM). Los análisis eSEM y AFM pusieron de manifiesto la organización granular en la superficie de la capa semilla, así como la morfología hexagonal característica de los nanohilos. Al mismo tiempo, la composición elemental de los nanocables era estequiométrica. Las propiedades eléctricas de las estructuras obtenidas también se evaluaron mediante microscopía de fuerza atómica conductiva (CAFM): las curvas I-V muestran características no lineales, lo que confirma la formación de contactos Schottky. Por último, se estudió el comportamiento piezoeléctrico de los NFs de ZnO mediante microscopía forcepiezoeléctrica (PFM). Se obtuvo un coeficiente piezoeléctrico de aproximadamente 30 pm/V para los NFs no dopados. En cambio, para los NFs dopados con itrio, se observa un coeficiente más fuerte del orden de 57pm/V.