Etude par spectroscopie photoélectronique à rayonnement X(XPS) des caractéristiques électroniques de couches minces amorphes d'oxydes et d'oxysulfures de métaux de transition

par Jean-Charles Dupin

Thèse de doctorat en Chimie - Physique

Sous la direction de Danielle Gonbeau.

Soutenue en 1998

à Pau .


  • Résumé

    Ce travail a été consacré à l'analyse par spectroscopie photo électronique à rayonnement X de couches minces amorphes utilisables en tant qu'électrode positive dans des micro batteries au lithium. La première partie du mémoire traite de couches minces dérivées de l'oxyde massif Licoo 2, matériau utilisé dans des accumulateurs à ions lithium commerciaux. L'analyse des caractéristiques intrinsèques de ces matériaux a montré la présence au niveau du cobalt de deux degrés d'oxydation +III et +IV (ce dernier constituant une donnée originale en XPS), d'ions lithium en site octaédrique et tétraédrique ainsi que d'un excès systématique d'oxygène. Cet excès serait lie à des coordinations inusuelles des ions oxygènes intervenant dans les zones frontières des nanodomaines pseudo-ordonnes mis en évidence par microscopie électronique à transmission. L'étude des processus de charge-décharge en batterie a fait apparaître une très bonne réversibilité au niveau du cobalt et une implication des atomes d'oxygène (oxydation des ions O2 en ions de type péroxyde comme dans NA 2O 2 ou SRO 2). La deuxième partie du mémoire concerne des couches minces amorphes oxysulfurées et principalement des films à base de tungstène (WO YS Z). Trois environnements ont été caractérises au niveau du métal (totalement sulfure, totalement oxygène et mixte oxygène-soufre). La présence de paires disulfures a été identifiée à côté d'atomes de soufre de type S2-. La confrontation de ces données avec les résultats de travaux antérieurs sur des couches minces MOO YS Z et ceux que nous avons obtenus de façon complémentaire sur des films TIO YS Z a fait apparaître des points communs mais également certaines différences. Ces comparaisons soulignent l'importance de la configuration électronique de valence du métal sur les caractéristiques propres de ces amorphes. L'analyse des mécanismes électrochimiques des films WO YS Z a montré que les premières espèces concernées par le processus de réduction étaient les ions W 6+ et les paires S2 2-. La mise en œuvre d'une modélisation théorique a permis de mieux appréhender ce dernier point. L'ensemble de ces travaux a bien révélé l'implication des anions à côté de celle du métal dans les processus Redox.


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  • Détails : 1 vol. (293 p.)

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  • Bibliothèque : Université de Pau et des Pays de l'Adour. Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : USG 11684
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