Physique

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Structural, Optical and Electrical Properties of PbS Thin Films Deposited by CBD at Different Bath pH

L. Beddek, M. MESSAOUDI, S. Guitouni, N. Attaf, M.S. Aida  (2015)
Publication

PbS thin films were grown on glass substrates by chemical bath deposition (CBD). The precursor aqueous bath contained 1mole of lead nitrate, 1mole of Thiourea and complexing agents (triethanolamine (TEA) and NaOH). Bath temperature and deposition time were fixed at 60°C and 3 hours, respectively. However, the PH of bath was varied from 10.5 to 12.5. Structural properties of the deposited films were characterized by X-ray diffraction and Raman spectroscopy. The preferred direction was revealed to be along (111) and the PbS crystal structure was confirmed. Strains and grains sizes were also calculated. Optical studies showed that films thicknesses do not exceed 600nm. Energy band gap values of films decreases with increase in pH and reached a value ~ 0.4eV at pH equal 12.5. The small value of the energy band gap makes PbS one of the most interesting candidate for solar energy conversion near the infrared ray Voir les détails

Mots clés : CBD, PbS, pH, Thin films, X-ray diffraction

Contribution à l'élaboration de l'oxyde de titane par le procédé sol-gel: Effet du dopage et des conditions expérimentales

Yacine BOUACHIBA (2014)
Thèse de doctorat

Le présent travail consiste à l'élaboration et la caractérisation de couches minces de TiO2 par la voie sol-gel. Une attention particulière a été accordée à l’influence de la température, l'atmosphère de recuit, l'épaisseur, les substrats, les couches inférieures et le dopage en Fe sur les différentes propriétés structurales, morphologiques, optiques, diélectriques et chimiques.Les différents échantillons sont caractérisés par la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie à force atomique (AFM), La spectroscopie Raman, La spectroscopie FTIR, l'ellipsométrie spectroscopique, la spectroscopie UV-Visible et la spectroscopie m-lines en plus des mesures de l'hydrophilié. L'étude structurale montre que la cristallisation des films se produit pour des épaisseurs critiques. Le recuit thermique sous différentes atmosphères (air et oxygène) et les couches inférieures sont des facteurs clés pour former et améliorer la structure de la phase anatase. La transformation de phase anatase-rutile se produit à haute température (800°C). La couche inférieure de SnO2 et le taux de dopage élevé (7% at.) induisent cette transformation à base température.L'étude morphologique montre, en général, une croissance relativement uniforme et faibles valeurs de rugosité. On prévoit des propriétés optiques satisfaisantes. L'étude optique montre que les valeurs des indices optiques obtenus par les modèles sem-infini, Fourouhi-Bloomer et EMA sont en bon accord avec celles des littératures. L'étude du gap optique par l'ellipsométrie spectroscopique et la spectroscopie UV-Visible montre une diminution en fonction des différents paramètres. Les mesures de guidage optique montre que les films de TiO2 préparés sur verre se comportent comme des guides d'ondes monomodes dans les deux polarisations (TE et TM). Lorsque le SnO2 et le ZnO sont utilisés comme des couches inférieures, on observe l'absence des modes TM. L'étude diélectrique montre que l'approche qui se base sur l'analyse de Kramers–Kronig et sur les équations de Maxwell est acceptable si on le compare avec les autres modèles connus. L'étude chimique montre que les deux échantillons TiO2/verre et TiO2/(ZnO/verre) présentent une nature super–hydrophile. Voir les détails

Mots clés : TiO2, couches minces, sol-gel, anatase, rutile, gap optique, guide d’onde

Analytical models for the interactions between a gas mixture and Quartz Micro Balance Sensor array based on polymers

Abdelaziz ABBAS  (2014)
Article de conférence

The aim of this work is to develop analytical models for the thermodynamic equilibrium at the interfaces (gas mixture / Quarz Micro Balance sensor arrays based on conducting polymers). Differential equations, which describe the change in the partial sensitivities of the sensor array elements depending on the gas mixture components concentrations, and the sensor array parameters, have been developed. Moreover, the responses of the sensor array as a function of the concentrations of the gas mixture components have been modeled Voir les détails

Mots clés : thermodynamic equilibrium, analytical models, gas mixture, Quartz Micro Balance Sensor array, polymers

Room temperature and seed layer free electrochemicalo elaboration of ZnO-nanowires and thin films highly c-axis oriented

H. Belkhalfa, N. Dokhan, A. Badidi-Bouda  (2014)
Article de conférence

In this present work we report the electrodeposition at room-temperature and without seed-layer of well-aligned and highly c-axis oriented ZnO nanowires and ZnO thin films.The electrodeposition was performed in a classical three electrodes electrochemical cell, under potentiostatic mode and without stiring. The substrates used were molybdenum foil, ITO-glass and aluminium foil.The electrolytic bath was initially composed of 5mM ZnCl2, 5mM H2O2 and 100 mM KCl as supporting electrolyte, the pH value being about 6.8. The ZnCl2 concentration was progressively modified, and this gives morphological modification of the deposits.Samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and Raman spectroscopy to give information about microstructure, morpholohy and crystalline phases.The morphology observed by SEM showed that the increasing of ZnCl2concentration will increase the average diameter of the ZnO-nanowires, until obtaining thin films. DRX spectra confirm the elaboration of ZnO-deposits with highly c-axis orientation.These important result will promote the facile use of electrodeposition to elaborate ZnO nanostructures and thin films for several technological applications as nanogenerators, SAW devices, DSSC, ETA solar-cells, water-splitting, sensing, etc. Voir les détails

Mots clés : ZnO, nanowires, thin film, electrodeposition

Étude et Simulation d’une Structure à PuitsQuantique à base de ZnTe / ZnxCd1-xTe/ZnTe

Said Dehimi, Lakhdar Dehimi, Aissat Abdelkader, Besma Mebarki  (2014)
Article de conférence

Dans cet article, nous avons étudié et simulé la structure d’un puits quantique à base de ZnxCd1-xTe /ZnTe. Nous tenons en compte l’influence de la densité des porteurs, la composition de l’alliage et la température sur le gain optique d’une structure à puits quantique unique ZnxCd1-xTe/ZnTe. L'utilisation de ZnTe comme barrière conduit à l'amélioration du confinement des porteurs dans le puits quantique ZnxCd1-xTe. Le gain optique a été calculé par le modèle parabolique d’Assada. Ceci nous a permis d’améliorer le gain optique aux températures élevées. Pour une densité N=5.1018cm-3, une fraction molaire x=0.9 et à une température T=400K, on a obtenu un gain optique de 5000 cm-1pour l’émission vert. Dans l’intervalle où x varie de 0.2à 0.9, le gain optique maximal varie entre 5000 et 7000cm-1 dans une gamme d’émission (vert–rouge) respectivement. Voir les détails

Mots clés : : Matériaux, Puits quantique, laser à semiconducteur, gain optique, CdZnTe, optoélectronique

Production d’Hydrogène et ces Applications dans le Domaine de Soudage

saide Dehimi, Amar BOUTAGHANE, Noureddine Hamouda, Ridha BADI  (2014)
Article de conférence

L’amélioration de la soudabilité exige l’utilisation des gaz pour la protection du bain de fusion, parmi ces gaz utilisé est l’hydrogène. Ce dernier est le combustible idéal pour la majorité des piles mais il n’existe pas à l’état naturel, l’hydrogène peut être produit à partir d’une diversité technologies (p. ex., reformage, gazéification ou électrolyse). Le reformage est une méthode employée dans la plupart des systèmes commerciaux pour produire l'hydrogène à partir de l'hydrocarbure léger. Le présent travail présente la production d’hydrogène dans une pile à combustible SOFC par la réaction de vaporeformage, cette production est confirmée par les champs thermiques de cette réaction dans une pile à combustible standard (Ni-YSZ//YSZ//LSM) type SOFC à anode supportée sous l’effet de la réaction chimique de vaporeformage. Cette étude est faite dans le plan perpendiculaire à l’écoulement des gaz. La PàC est alimentée par l’air et le carburant; CH4, H2, CO2, CO et H2O d’où la naissance du phénomène du reformage interne direct (RID-SOFC). Elle est basée sur les réactions chimiques de reformage; la réaction de vaporeformage et la réaction du gaz à l’eau. Le but principal de ce travail est la confirmation de la production d’hydrogène par la visualisation des champs thermiques sous l’effet de la réaction chimique de vaporeformage et la confirmation du comportement thermique de cette réaction chimique qui est une réaction endothermique. Les champs thermiques sont obtenus par un programme informatique (FORTRAN). Voir les détails

Mots clés : soudage, gaz de protection, hydrogène, automatisation vaporeformage, Champs thermiques

Simulation numérique 3D de la convection naturelle dans une cavité inclinée différentiellement chauffée par la méthode spectral « projection-diffusion »

M.BOUKRAA, M.BETROUNI, A.MATAOUI  (2014)
Article de conférence

L’objectif de ce travail est de faire une étude numérique tridimensionnelle des écoulements de convection naturelle dans une cavité d’air inclinée différentiellement chauffée. Pour cela, un code de calcul 3D a été utilisé pour résoudre les équations de Navier-Stokes tridimensionnelles pour des fluides incompressibles. Ce code est basé sur la méthode spectrale de « projection- diffusion » en collocation Chebyshev qui fait partie des méthodes dites de précision infinie. La mise sous forme adimensionnelle des équations gouvernantes fait apparaître des paramètres de contrôle, à savoir : le nombre de Rayleigh Ra varie de 103 à 107, le nombre de Prandtl Pr=0.71, le rapport de forme AZ et enfin l’angle d’inclinaison de la cavité varie de 0° à 60°, dont nous avons examiné leurs influences sur la structure dynamique et thermique de l’écoulement, ainsi que sur le transfert de chaleur. Les résultats obtenus montrent qu’il existe une composante de vitesse non nulle suivant la troisième direction, sa distribution est notable près des parois terminales adiabatiques particulièrement aux coins de la cavité, sa valeur croit lorsque le nombre de Rayleigh augmente et diminue avec l’augmentation de l’angle d’inclinaison. Le nombre de Nusselt global, calculé près de la paroi froide et chaude, montre que l’échange thermique est très important lorsque la valeur de l’angle d’inclinaison est nulle. Voir les détails

Mots clés : convection naturelle, milieu confiné, gradient de température, Méthode spectral

Application de la Technique de Focalisation par Ouverture Synthétique (F-SAFT) pour l’amélioration de la résolution latérale d’images échographiques

Nesrine HOUHAT, Redouane DRAI, Tarek Boutkedjirt  (2014)
Article de conférence

Dans le présent travail, la technique de Focalisation par ouverture synthétique (Synthetic Aperture Focusing Technique ou SAFT) a été utilisée afin de montrer son efficacité quant à l’amélioration de la résolution latérale d’images échographiques. Une étude expérimentale a été effectuée sur un bloc en acier comportant des défauts (trous) de diamètres variés séparés par différentes distances. Les images échographiques en B-scan des données brutes ainsi que ceux reconstruites par l’algorithme SAFT sont présentés. Voir les détails

Mots clés : ultrasons, Technique de Focalisation par Ouverture Synthétique, SAFT, résolution latérale

Exploitation de la propagation réverbérante des ondes élastiques dans les structures : vers un concept de réseau de capteurs SHM à basse consommation

J. Assaad, F. Benmeddour, E. Moulin, H. Achdjian, L. Chehami, L. Sadoudi, M. Bocquet, J. de Rosny, C. Prada, S. Djili  (2014)
Article de conférence

Les méthodes de CND et d’imagerie ultrasonores classiques utilisent des sources contrˆolées et synchronisées avecles récepteurs et n’exploitent en général que les premiers paquetsd’onde des signaux enregistrés aprés propagation dansle milieu. `A l’inverse, les travaux que nous présentons iciconsistent à exploiter les signaux acoustiques dans toute leur complexité, afin d’extraire le maximum d’information à partir d’un nombre limité de capteurs. Les codas ultrasonores, notamment,issues de trajets de propagation multiples et entrelacés dans les structures offrent un moyen original d’extraire des propriétés structurelles utiles (propriétés des matériaux, dimensions,localisation des sources, d´etection et caract´erisation ded´efaut) des signaux de réverbération excités par des sourcesconnues ou non. En particulier, la possibilité d’utiliser dessources acoustiques naturelles (on parle également de sources≪ ambiantes ≫, ou encore ≪ sources d’opportunité ≫) en lieu etplace de l’émission d’ondes ultrasonores, ouvre la voie vers des réseaux de capteurs ultrasonores passifs (récepteurs uniquement), donc basse consommation et potentiellement autonomes et peuintrusifs. Nous présenterons tout d’abord quelques résultats sur l’extraction d’informations globales à partir des moyennes d’ensemble des codas de réverbération. Puis nous illustrerons la détection de défauts par la méthode de corrélation de bruit pardes exemples d’applications sur différentes structures (plaques,tubes, rails,. . . ). Voir les détails

Mots clés : ondes ´elastiques, propagation réverbérante, SHM

Influence des forces d’entrainements sur la pénétration de bain de fusion lors le soudage TIG.

ZITOUNI Abdel Halim, AISSANI Mouloud, BOUKRAA Moustafa, BENKEDDA Younes.  (2014)
Article de conférence

Dans ce travail nous nous intéressons à l’étude du comportement thermohydraulique du bain de fusion lors du soudage TIG sans métal d’apport. L’influence des forces d’entrainements sur la morphologie et la pénétration de bain de fusion sera mise au point. Le modèle intègre trois forces prédominantes indépendantes, la force de tension de surface (effet de Marangoni), la force de convection naturelle (flottabilité) et la force électromagnétique. Une simulation numérique 2D de soudage TIG d’une tôle en acier inoxydable 304L est donc menée, en utilisant le code du calcul Comsol Voir les détails

Mots clés : "Modélisation thermohydraulique, soudage TIG, forces d’entrainements, bain de fusion."