Laib, Abdellatif2024-05-272024-05-272024-05-05Laib, Abdellatif.Non-linear Optical Properties of Nickel Oxide Undoped and (Li, Ca) Doped. 2024.Faculty of exact science.Universty of El-Oued.https://dspace.univ-eloued.dz/handle/123456789/32682PHD thesis Specialization: Fundamental Physics.Faculty of exact scienceAbstract: Nickel oxide (NiO) has gained significant attention as a transparent conductive oxide material with promising physical properties for diverse technological applications. This thesis presents a comprehensive exploration of the structural and optical properties of undoped and doped nickel oxide (NiO) thin films, focusing on two key studies. The first study investigates the effects of Lithium doping on the structural and optical characteristics of NiO thin films. These films were deposited using spray pyrolysis on glass substrates at 480 °C, with varying concentrations of Li doping. Structural analysis through X-Ray Diffraction (XRD) revealed a polycrystalline cubic structure, predominantly oriented along the (200) crystal plane. The films exhibited a remarkable transmittance ranging between 60% and 80%. The bandgap values (Eg) were significantly influenced by the Li doping ratios, varying from 3.38 to 3.66 eV. Furthermore, a thorough examination of linear and nonlinear optical properties indicated improvements in χ1, χ3, and n2 with the incorporation of lithium doping into the NiO lattice. The second study focuses on producing and characterizing undoped and calcium-doped NiO thin films using the Spray Pyrolysis Technique. The XRD investigation indicates that the produced films have a cubic structure and grow preferentially along (111) planes. The introduction of calcium reduced the crystallite size from 31 to 14 nm. SEM images identified agglomerations of particles with micropores, while elemental compositions were confirmed through EDX spectrum analysis. Transmission and reflection measurements in the 200-900 nm wavelength range were used to determine the optical constants. The direct energy gap values ranged from 3.30 to 3.43 eV. Nonlinear susceptibility (χ3) and refractive index nonlinearity (n2) were also studied, revealing their sensitivity to calcium doping content. ملخص: اكتسب أكسيد النيكل (NiO) اهتمامًا كبيرًا باعتباره مادة أكسيد موصلة شفافة ذات خصائص فيزيائية واعدة للتطبيقات التكنولوجية المتنوعة. تقدم هذه الأطروحة استكشافاً شاملاً للخصائص الهيكلية والبصرية للأغشية الرقيقة لأكسيد النيكل (NiO)، مع التركيز على دراستين رئيسيتين. تبحث الدراسة الأولى في تأثيرات تطعيم الليثيوم على الخصائص التركيبية والبصرية لأغشية NiO الرقيقة. حيث تم ترسيب هذه الأفلام باستخدام تقنية الانحلال الحراري بالرش على ركائز زجاجية عند درجة حرارة 480 درجة مئوية، مع تركيزات متفاوتة من محتوى الليثيوم .كشف التحليل الهيكلي من خلال حيود الأشعة السينية (XRD) عن بنية مكعبة متعددة البلورات، موجهة في الغالب على طول المستوى البلوري (200). وأظهرت الأفلام نفاذية ملحوظة تتراوح بين 60% و80%. كما تأثرت قيم فجوة النطاق (Eg) بشكل كبير بنسب التطعيم بالليثيوم، والتي تراوحت من 3.38 إلى 3.66 إلكترون فولت. علاوة على ذلك، أشار الفحص الشامل للخصائص البصرية الخطية وغير الخطية إلى حدوث تحسينات في χ1 وχ3 وn2 مع دمج شوارد الليثيوم في شبكة أكسيد النيكل. أما الدراسة الثانية فقد ركزت على إنتاج وتوصيف أغشية NiO الرقيقة غير المطعمة والمطعمة بالكالسيوم باستخدام تقنية الانحلال الحراري بالرش. تشير نتائج فحص XRD إلى أن الأفلام المنتجة لها بنية مكعبة وتنمو بشكل تفضيلي على المستوى البلوري (111). كما أدى إدخال شوارد الكالسيوم إلى تقليل حجم البلورات من 31 إلى 14 نانومتر. حددت صور SEM تجمعات الجسيمات ذات المسام الصغيرة، بينما تم تأكيد التركيبات الأولية من خلال تحليل طيف EDX. تم استخدام قياسات الإرسال والانعكاس في مدى الطول الموجي 200-900 نانومتر لتحديد الثوابت البصرية. تراوحت قيم فجوة الطاقة المباشرة من 3.30 إلى 3.43 إلكترون فولت. تمت أيضًا دراسة القابلية غير الخطية (χ3) ومؤشر الانكسار اللاخطي (n2)، مما يكشف عن حساسيتهما لمحتوى الكالسيوم المضاف.enNiO thin filmsSpray pyrolysisDopingOptical propertiesLinear and nonlinear opticsأفلام أكسيد النيكل الرقيقة؛ الانحلال الحراري بالرش؛ التطعيم؛ الخصائص البصرية؛ البصريات الخطية وغير الخطية.Thesis