Avis de Soutenance de Doctorat en Sciences de Monsieur CHENNA Ali

M.CHENNA Ali

Soutiendra sa thèse de Doctorat Es Sciences en Chimie Specialite : Electro Chimie.

Intitulée: «Elaboration électrochimique d’alliage Fe Ni sur un substrat en silicium. »

Le : 09 Février 2022 à Salle visio conférences du Centre des Systèmes et Réseaux de l’UMMTO à 10h00

Directrice de Thèse : Professeure BENBRAHIM Nassima

Devant le jury d’examen suivant :

Résumé:

Ce travail porte sur l’électrodéposition d’un alliage FeNi, directement sur un substrat de silicium n-Si(111)-H , à partir d’un bain sulfate très dilué,. Dans un premier lieu, les propriétés électroniques de l’interface n-Si(111)-H/électrolyte ont été étudiées par spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE) en présence et en absence de la saccharine (SAC). Par la suite, la cinétique d’électrodéposition de l’alliage FeNi a été étudiée par la voltamétrie cyclique, ainsi que la composition des dépôts en fonction de la concentration en ions Fe²⁺. La composition moyenne de Fe₅₅Ni₄₅ a été obtenue, en mode galvanostatique (densité de courant 0.06mA.cm^-2), pour une concentration ionique en Fe²⁺ dans la gamme [0.03-0.035] M et une concentration en Ni²⁺ de 0.06M. Les propriétés électroniques et de corrosion des dépôts FeNi ont également été étudiées, en fonction de la teneur en fer par SIE. Les observations par microscopie électronique à balayage (MEB) ont montré que la morphologie des dépôts dépend fortement de la concentration en fer ; les dépôts les plus lisses sont obtenus pour la composition Fe₅₅Ni₄₅. L’analyse DRX a révélé que ces films sont constitués d’une mixture de la phase fcc et bcc avec de très petites tailles de grains de 10 nm en moyenne. Les mesures magnétiques par VSM ont révélé une coercivité inférieure à 1.3 Oe pour des dépôts Fe₅₅Ni₄₅ de 640 nm d’épaisseur. Ces propriétés magnétiques ultra douces sont une signature du faible taux de défauts dans les dépôts.

Mots clés :Electrodéposition,FeNi,Substrat Si(111), Propriétés structurales, Propriétés magnétiques.

Abstract

Electrodeposition of FeNi films, directly onto Hydrogen terminated n-Si(111)-H from acidic dilute sulfate solution, was studied by electrochemical measurements at room temperature. First of all, we have investigated the electronic properties of the hydrogen terminated Si(111) (n-Si(111)-H)/electrolyte interface using Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in the presence and absence of saccharin (SAC). Afterwards, the kinetics of the electroplating process was investigated by voltammetric study and the effect of Fe²⁺ concentration on the deposit composition was studied. The average composition of Fe₅₅Ni₄₅ film was obtained for Fe²⁺ concentration in the range [0.030-0.035] mol.L^-1 at a current density of -6 mA.cm^-2. Correlation between Fe²⁺ concentration in the FeNi deposit and electronic properties was also examined by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). As observed by SEM analysis, film roughness depends on Fe²⁺ concentration, a smoother deposit was obtained for Fe₅₅Ni₄₅ film. The film consisted of a mixture of fcc/bcc phase with a little grain size of 10 nm. Very low coercivity (less than 1.3Oe) was measured in Fe₅₅Ni₄₅ thin film with a nominal thickness of 640 nm. The very soft magnetic properties of the FeNi films provide information about the low level of inhomogeneities present in these films.

Keywords :Electrodeposition, FeNi, Si(111) Substrat, Structural properties, Magnetic properties.