Published December 4, 2023 | Version v1
Publication Metadata-only

Effect thickness of copper oxide thin films on structural, optical, electrical, and hydrophobic properties for use in self-cleaning technique

Creators

  • 1. University of Skikda
  • 2. Université d'Angers
  • 3. Institut des Sciences et Technologies Moléculaires d'Angers
  • 4. Larbi Ben M'hidi University of Oum El Bouaghi
  • 5. Abbès Laghrour University of Khenchela

Description

In this work, copper oxide thin films were deposited by pneumatic spray pyrolysis method on a microscopy glass substrate, heated at 400°C for different deposition times (5min, 10min, 15min, 20min,25min, and 30min) using a 0.1M of precursor concentration. These films are characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared (FT-IR), spectroscopic ellipsometry, UV-visible spectroscopy, four points method, and water contact angle. According to the XRD, all peaks confirm the formation of the phase tenorite of the monoclinic structure. The deposited were polycrystalline copper oxide CuO with directions along (111) plane, the crystallites size between 14 and 23 nm. FTIR spectroscopy confirms the presence of the CuO phase and agrees that it will result in XRD. From the transmission spectra, the average transmission between 400 and 800nm is 65% to 50%, and the gap energy is 2.65 eV to 1.09 eV. The water contact angle values in all samples are greater than 90° and range from 96.4° to 103.2°, as we can see from these results that all the samples are hydrophobic films.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في هذا العمل، تم ترسيب أغشية رقيقة من أكسيد النحاس بواسطة طريقة التحلل الحراري بالرش الهوائي على ركيزة زجاجية مجهرية، تم تسخينها عند 400 درجة مئوية لأوقات ترسيب مختلفة (5 دقائق، 10 دقائق، 15 دقيقة، 20 دقيقة، 25 دقيقة، و 30 دقيقة) باستخدام 0.1 م من تركيز السلائف. تتميز هذه الأفلام بحيود الأشعة السينية (XRD)، وتحويل فورييه للأشعة تحت الحمراء (FT - IR)، وقياس الإهليلج الطيفي، وقياس الطيف المرئي بالأشعة فوق البنفسجية، وطريقة النقاط الأربع، وزاوية التلامس مع الماء. وفقًا لـ XRD، تؤكد جميع القمم تكوين تينوريت الطور للهيكل أحادي الميل. كان المترسب هو أكسيد النحاس متعدد البلورات CuO مع اتجاهات على طول (111) مستوى، وحجم البلورات بين 14 و 23 نانومتر. يؤكد التحليل الطيفي FTIR وجود مرحلة CuO ويوافق على أنها ستؤدي إلى XRD. من أطياف الإرسال، متوسط الإرسال بين 400 و 800 نانومتر هو 65 ٪ إلى 50 ٪، وطاقة الفجوة هي 2.65 eV إلى 1.09 eV. تكون قيم زاوية التلامس مع الماء في جميع العينات أكبر من 90درجة وتتراوح من 96.4درجة إلى 103.2درجة، كما نرى من هذه النتائج أن جميع العينات عبارة عن أفلام غير آلفة للماء.

Translated Description (French)

Dans ce travail, des films minces d'oxyde de cuivre ont été déposés par méthode de pyrolyse par pulvérisation pneumatique sur un substrat en verre de microscopie, chauffé à 400°C pendant différents temps de dépôt (5min, 10min, 15min, 20min, 25min et 30min) en utilisant une concentration de 0,1 M de précurseur. Ces films sont caractérisés par la diffraction des rayons X (DRX), l'infrarouge à transformée de Fourier (FT-IR), l'ellipsométrie spectroscopique, la spectroscopie UV-visible, la méthode des quatre points et l'angle de contact avec l'eau. Selon la DRX, tous les pics confirment la formation de la ténorite de phase de la structure monoclinique. Les dépôts étaient de l'oxyde de cuivre polycristallin CuO avec des directions le long du plan (111), la taille des cristallites entre 14 et 23 nm. La spectroscopie IRTF confirme la présence de la phase CuO et convient qu'elle entraînera une DRX. À partir des spectres de transmission, la transmission moyenne entre 400 et 800 nm est de 65 % à 50 %, et l'énergie d'entrefer est de 2,65 eV à 1,09 eV. Les valeurs de l'angle de contact avec l'eau dans tous les échantillons sont supérieures à 90° et vont de 96,4° à 103,2°, comme nous pouvons le voir à partir de ces résultats que tous les échantillons sont des films hydrophobes.

Translated Description (Spanish)

En este trabajo, se depositaron películas delgadas de óxido de cobre mediante el método de pirólisis por pulverización neumática sobre un sustrato de vidrio de microscopía, se calentaron a 400 °C durante diferentes tiempos de deposición (5 min, 10 min, 15 min, 20 min, 25 min y 30 min) utilizando una concentración de precursor de 0,1 M. Estas películas se caracterizan por difracción de rayos X (XRD), infrarrojo por transformada de Fourier (FT-IR), elipsometría espectroscópica, espectroscopia UV-visible, método de cuatro puntos y ángulo de contacto con el agua. Según la XRD, todos los picos confirman la formación de la tenorita de fase de la estructura monoclínica. Los depositados fueron óxido de cobre policristalino CuO con direcciones a lo largo del plano (111), el tamaño de los cristalitos entre 14 y 23 nm. La espectroscopia FTIR confirma la presencia de la fase CuO y acepta que dará como resultado XRD. A partir de los espectros de transmisión, la transmisión media entre 400 y 800 nm es del 65% al 50%, y la energía de separación es de 2,65 eV a 1,09 eV. Los valores del ángulo de contacto con el agua en todas las muestras son superiores a 90° y oscilan entre 96,4 ° y 103,2°, ya que podemos ver en estos resultados que todas las muestras son películas hidrófobas.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تأثير سماكة الأغشية الرقيقة لأكسيد النحاس على الخصائص الهيكلية والبصرية والكهربائية وغير الآلفة للماء لاستخدامها في تقنية التنظيف الذاتي
Translated title (French)
Effet de l'épaisseur des films minces d'oxyde de cuivre sur les propriétés structurelles, optiques, électriques et hydrophobes pour une utilisation dans la technique d'autonettoyage
Translated title (Spanish)
Efecto del espesor de las películas delgadas de óxido de cobre sobre las propiedades estructurales, ópticas, eléctricas e hidrófobas para su uso en técnicas de autolimpieza

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4389298140
DOI
10.15251/djnb.2023.184.1371

Is supplement to
https://openalex.org/W4322712929 (Other)
https://openalex.org/W3098378679 (Other)
https://openalex.org/W2951072655 (Other)
https://openalex.org/W2320118746 (Other)
https://openalex.org/W2133564420 (Other)
https://openalex.org/W2107898007 (Other)
https://openalex.org/W2086299624 (Other)
https://openalex.org/W2039717212 (Other)
https://openalex.org/W1981634121 (Other)
https://openalex.org/W1964159414 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Algeria

References

  • https://openalex.org/W1543953574
  • https://openalex.org/W1971978516
  • https://openalex.org/W1977948666
  • https://openalex.org/W2072519697
  • https://openalex.org/W2081399465
  • https://openalex.org/W2084082840
  • https://openalex.org/W2091609062
  • https://openalex.org/W2132497273
  • https://openalex.org/W2134187077
  • https://openalex.org/W2290153996
  • https://openalex.org/W2603961384
  • https://openalex.org/W2752358266
  • https://openalex.org/W2767248353
  • https://openalex.org/W2803756546
  • https://openalex.org/W2899120314
  • https://openalex.org/W2956049424
  • https://openalex.org/W2995132975
  • https://openalex.org/W3003371168
  • https://openalex.org/W3159206858
  • https://openalex.org/W4281258809
  • https://openalex.org/W4366817749
  • https://openalex.org/W4384338392
  • https://openalex.org/W4384703380
  • https://openalex.org/W4386443566