Élaboration et caractérisation de couches minces de pentoxyde de vanadiun déposées par voltamétrie cyclique pour des applications électrochromes

Parmi les oxydes des métaux de transition, le pentoxyde de vanadium (V₂O₅) a particulièrement attiré beaucoup d’attention en raison de ses nombreuses applications dans la catalyse, comme matériau cathodique pour les batteries, les systèmes électrochromes et les supercondensateurs, les fenêtres intelligentes et les dispositifs de commutation optique. Dans cette thèse des couches minces de V₂O₅ ont été déposées par un procédé d’électrodéposition en utilisant la voltamétrie cyclique (CV), sur des substrats de verre enduits d’oxyde d’indium dopé à l’étain (ITO) à partir d’une solution hydroalcoolique de sulfate de vanadyl (VOSO₄). L’effet du potentiel et de la vitesse de balayage ainsi que celui de la concentration de la solution hydroalcoolique de VOSO₄ sur la croissance et la qualité des couches minces de V₂O₅ a été étudié. Les couches minces obtenues ont été traitées thermiquement à différentes températures allant de 50 à 500°C. L’effet du traitement thermique sur la structure et la morphologie des couches minces a été investigué par spectroscopie μ-Raman, diffraction des rayons X (DRX), spectroscopie UV-Vis-NIR et microscopie électronique à balayage (MEB). Les résultats μ-Raman et DRX montrent que les couches minces de V₂O₅ traitées thermiquement entre 50 et 250°C sont amorphes et que la cristallisation a lieu à une température de calcination de 300°C, résultant en la formation de la phase cristalline orthorhombique α-V₂O₅. Des études par spectroscopie μ-Raman, spectroscopie UV-Vis-NIR, voltamétrie cyclique et chronoampérométrie de l’intercalation et de la désintercalisation des ions lithium dans la couche mince α-V₂O₅ en fonction de la tension appliquée ont été effectuées. Trois étapes structurelles importantes se produisent lors de l’intercalation des ions Li⁺ dans la couche mince α-V₂O₅ lorsque des tensions de coloration de -1,0, -1,5 et -2,0 V sont appliqués. Dans la première étape (tension appliquée de -1,0 V), la phase α-LiₓV₂O₅ est formée. Dans la deuxième étape, (tension appliquée de -1,5 V) la phase α-LiₓV₂O₅ se transforme en ɛ-LiₓV₂O₅. Dans la troisième étape, (tension appliquée de -2,0 V) la phase σ- LiₓV₂O₅ est obtenue. Ces transitions de phase peuvent être inversées et, lors d’une déintercalisation complète, la phase α-V₂O₅ est récupérée. En outre, les couches minces α-V₂O₅ ont montré une bonne durabilité à long terme du cyclage, qui a été attribuée à sa nature crystalline, ouvrant la possibilité d’applications dans les dispositifs électrochromes.

Name thesis:degree_name

Maîtrise ès sciences (chimie)

Level thesis:degree_level

2e cycle

Discipline thesis:degree_discipline

Faculté des sciences

Grantor dc:publisher

Université de Moncton

Year dc:date.issued

2021

Author dc:creator

• Djaoued, Habiba

Advisor dc:contributor.advisor

• Djaoued, Yahia

• Électrochromes
• Couches d'oxyde
• Propriétés optiques
• Couches minces métalliques
• Dispositifs électro-optiques
• Spectroscopie

Statement dc:rights

• Author

Language dc:language.iso

iso639-2b, fre

Dc Identifier Other

umir:2383

OAI identifier oai:identifier

oai:umoncton.scholaris.ca:20.500.14658/7532