Electrodeposition of low dimensional thermoelectric materials : the case of SnSe - Université de Lorraine Access content directly
Theses Year : 2021

Electrodeposition of low dimensional thermoelectric materials : the case of SnSe

Électrodéposition de matériaux thermoélectriques de basse dimensionnalité : le cas de SnSe

Mélanie de Vos

Abstract

Since recent works highlighting its high figure of merit (2.6 at 923 K), SnSe is fingered as promising candidate for thermoelectric applications. Mainly synthesized by physical way and in bulk shape, few works present the elaboration of SnSe at a decreased dimensionality. However, it was shown that the thermal conductivity of thermoelectric materials is considerably reduced at low dimensionality. A synthesis method which is particularly suitable to the elaboration of low dimensionality deposits is the electrodeposition, poorly used for SnSe. In this thesis, the electrodeposition of SnSe was thus thoroughly discussed. In continuous mode, the influence of the potential on the films composition and morphology was studied from an innovative electrochemical bath, regarding the literature. The conditions providing the best films were preserved in order to study the pulse mode syntheses. The pulse conditions have also proved to be decisive on the composition and morphology of the films. As first prospect of this work, doping with copper was investigated from the best pulse conditions. As second promising prospect, this thesis work was extended to the electrodeposition of SnSe nanowires and nanotubes. These 1D nanostructures, synthesized in continuous mode, show an evolution of the crystallinity, of the composition and even of the morphology with the potential.
Depuis des travaux récents mettant en avant son facteur de mérite élevé (2,6 à 923 K), SnSe est pointé du doigt en tant que candidat prometteur pour des applications thermoélectriques. Principalement synthétisé par voie physique et sous forme massive, peu de travaux présentent l’élaboration de SnSe à une dimensionnalité diminuée. Pourtant, il a été montré que la conductivité thermique des matériaux thermoélectriques est considérablement réduite à basse dimensionnalité. Une méthode de synthèse qui se prête particulièrement à l’élaboration de dépôts à basse dimensionnalité est l’électrodéposition, faiblement utilisée pour SnSe. Dans cette thèse, l’électrodéposition de SnSe a donc été abordée de manière approfondie. En mode continu, l’influence du potentiel sur la composition et la morphologie des films a été étudiée à partir d’un bain électrochimique innovant au regard de la littérature. Les conditions procurant les meilleurs films ont été conservées afin d’étudier les synthèses en mode impulsionnel. Les conditions d’impulsion se sont également révélées déterminantes sur la composition et la morphologie des films. Comme première perspective de ce travail, le dopage par le cuivre a été étudié, à partir des meilleures conditions impulsionnelles. Comme seconde perspective prometteuse, ce travail de thèse a été étendu à l’électrodéposition de nanofils et de nanotubes de SnSe. Ces nanostructures 1D, synthétisées en mode continu, montrent une évolution de la cristallinité, la composition et voire la morphologie avec le potentiel.
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Dates and versions

tel-03385015 , version 1 (19-10-2021)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03385015 , version 1

Cite

Mélanie de Vos. Electrodeposition of low dimensional thermoelectric materials : the case of SnSe. Chemical Sciences. Université de Lorraine, 2021. English. ⟨NNT : 2021LORR0128⟩. ⟨tel-03385015⟩
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