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 Reports Etude par UPS de composés d'intercalation du graphite - page 2.
Le tableau suivant illustre comment on peut combiner les données obtenues en UPS et en XPS. En effet, dans ces 2 techniques, le seul niveau de Fermi " observé " est le niveau commun du spectromêtre et de l'échantillon étudié. En UPS, sur le graphite, on observe un pic qui est une image d'un niveau inoccupé, le niveau Π* , dont des calculs théoriques sur des CIG-donneurs ont démontré que sa position par rapport au niveau du vide était insensible à l'intercalation. Avec cette hypothèse, on peut déterminer comment le niveau de Fermi se déplace avec l'intercalation par rapport au niveau du vide ΔEF.

On a alors une mesure absolue du déplacement des niveaux profonds, toujours par rapport à ce niveau du vide, mesure qui est seule sensible à la charge réelle portée par l'atome considéré. La variation du niveau C1s, ΔEC1S / vide, du réseau-hôte par rapport au vide montre le transfert de charge, positif ou négatif entre les fonctions Π du graphite et les espèces intercalées.

COMPOSÉS


 Δ EF (UPS) (eV) EC1s / EF (XPS) (eV) Δ EC1S / vide (eV)
LiC6 -2,2 (-1,6) 285,3 -2,6
CsC8 -1,5 285,2 -2,0
CsC24 -1,2 285,2 -1,0
Graph-NaCl -1,7 285,7 -2,7
Graph-NaI -1,6 285,1 -1,8
Graph-Na2O2 -1,5 285,0 -2,0
Graph-CsO -1,0 285,0 -0,3
HOPG 0 284,7 0
Graph-CuCl2 +0,18 - +0,38 284,1 +1,0 - +0,93

- ΔEF mesuré en UPS, suppose que le niveau Π* reste inchangé lors de l'intercalation (calculs théoriques de Tatar et Raabi pour les donneurs).
- EC1s /EF est l'énergie de liaison du niveau C1s donnée directement en XPS
- C'est EC1s / vide, obtenue en tenant compte de ΔEF , qui dépend du transfert de charge.

 schéma des bandes électroniques des C.I.G



Cette figure illustre comment l'intercalation modifie les structures électroniques au niveau de Fermi d'un semi-métal, le GRAPHITE.

Ce réseau-hôte présente au départ une bande de valence pleine (en noir) et une bande de conduction vide. Au niveau de Fermi, il n'y a pratiquement pas de densités d'êtats électroniques (en noir).

Si on intercale des donneurs (en rouge)
  • des métaux alcalins comme le Li ou le Cs
  • des oxydes de métaux alcalins (comme l'oxyde de Cs ou de Na)
  • des halogénures de ces mêmes métaux (comme NaI ou NaCl)

    • La bande de conduction va se peupler et sa forme va se modifier (bandes non-rigides). Au niveau de Fermi, on observe un pic notable représentant une densité importante d'êtats électroniques.

    Si on intercale des accepteurs (en bleu), la bande de valence du graphite va se dépeupler sans modifier sa forme (bandes rigides).

    Ce sont bien ces formes qui sont observées sur l'ensemble des spectres UPS au niveau de Fermi présentés ci-dessous.

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