Letteratura scientifica selezionata sul tema "Impact d'électrons"

L‘objectif de la thèse consiste à caractériser expérimentalement sous vide les propriétés d’émission électronique de matériaux utilisés dans des applications spatiales tels que l’argent et l’aluminium dans leur état de contamination naturel, afin de fournir des données précises à la communauté du spatial tout en contribuant à comprendre et quantifier le rôle joué par la contamination naturelle sur leurs propriétés d’émission électronique. Afin de répondre à cet objectif, un moyen expérimental nommé CELESTE permettant de caractériser les différentes propriétés d’émission électronique de ces matériaux sous ultravide a été développé. Il permet d’effectuer des mesures de rendement d’émission électronique ainsi que des mesures de rendement de rétrodiffusion. Afin d’établir un lien entre la physique d’émission bien connue des matériaux purs et la physique d’émission des matériaux d’utilité pratique, un protocole expérimental spécifique a été mis en place. Il permet de caractériser l’évolution du rendement d’émission et de la distribution énergétique des électrons émis à partir d’un matériau exposé à l’air jusqu’à l’élimination par décapage ionique successifs de tous les contaminants déposés à la surface. Une corrélation a été établie entre évolution du rendement d’émission et évolution de la composition de la surface de l’argent et de l’aluminium. Ce travail a permis de mettre en évidence l’influence prépondérante des contaminants naturels sur leurs propriétés d’émission électronique. En effet, les propriétés d’émission de ces deux matériaux exposés à l’air dépendent d’avantage de la nature de la couche de contamination déposée à la surface que du matériau pur sous-jacent
The aim of this study is to provide accurate data on electronic emission properties of technical materials used in spacecraft applications such as silver and aluminium and to understand and to quantify the effect of natural contamination on their electron emission properties.In order to reach this goal, an experimental facility named CELESTE allowing electronic emission properties characterization under ultra-high vacuum had been developed. The facility can be used to perform electron emission yield measurements and also backscattering yield measurements thanks to special experimental setup developed during this phD. To establish a link between the well-known emission physic of pure materials and those of “technical” materials, a specific protocol has been implemented. It allows the study of emission proprieties starting from a sample exposed to ambient atmosphere and reaching a cleaned sample, using Ar ion etching step by step technic.A link has been established between electron emission yield and surface composition evolution of silver and aluminium sample. This work highlights the leading influence of natural contamination on the electron emission proprieties of metals

Lors de ce travail de thèse, les mécanismes de double ionisation d’une molécule d’eau bien orientée dans l’espace par impact électronique ont été étudiés. Des sections efficaces cinq et quatre fois différentielles en angle ont été calculées et analysées en géométrie coplanaire. L’étude théorique a été effectuée en utilisant l’approximation de Born au premier ordre où l’état initial est décrit au moyen des fonctions d’ondes mono-centrique. Les contributions de chaque état final au processus de double ionisation, c’est-à-dire, les électrons de la cible sont éjectés d’une même orbitale moléculaire et/ou de deux orbitales différentes, ont été étudiées et comparées en terme de forme et d’amplitude. L’effet d’orientation de la molécule cible sur les sections efficaces quintuplement différentielles est clairement observé pour le processus (e, 3-1e) ainsi que celui de (e, 3e). En outre, pour les orientations particulières étudiées, nous avons identifié les différents mécanismes responsables de la double ionisation de la molécule d’eau, à savoir, le mécanisme Shake Off ainsi que le mécanisme à deux étapes TS1
In this work, double ionization mechanisms of oriented water molecules by electron impact have been studied. Five and forth fold differential cross sections in angle have been calculated and analyzed in a coplanar geometry. The theoretical investigation is performed within the first born approximation by describing the initial molecular state by means of single-center wave functions. The contributions of each final state to the double-ionization process, i.e., with target electrons ejected from similar and/or different molecular subshells, are studied and compared in terms of shape and magnitude. Strong dependence of the fivefold differential cross sections on the molecular target orientation is clearly observed in (e, 3-1e) as well as (e, 3e) channels. Furthermore, for the particular target orientations investigated, different mechanisms involved in the double ionization of water molecule, namely, the direct shake-off process as well as the two-step1 process

Une étude théorique et expérimentale sur la simple et double ionisation de petites molécules par impact électronique a été effectuée dans le présent travail. Des expériences de simple ionisation des trois orbitales de valence de l'ammoniac pour une énergie incidente de l'ordre de 600 eV ont été réalisées à Orsay (ISMO). Ces expériences, notées (e,2e), consistent à détecter les électrons diffusé et éjecté en coïncidence. Nous avons comparé les expériences correspondantes à des théories perturbatrices telles que la première approximation de Born : 1CW (One Coulomb Wave) et 1DW (One Distorted Wave). Ainsi que le modèle BBK (pour l'acronyme Brauner, Briggs and Klar). Nos résultats ont montré un accord raisonnable entre l'expérience et la théorie en ce qui concerne la distribution du lobe binaire. Par contre, le lobe de recul est largement sous-estimé. L'application du modèle BBK incluant la prise en compte des déphasages à courte portée est une intéressante perspective pour la description de l'ionisation simple de la molécule d'ammoniac. De même, nous avons étudié les processus d'ionisation du méthane par impact d'électrons. Pour la simple ionisation du méthane, nous avons fourni des approches théoriques pour décrire la distribution angulaire des sections efficaces doublement et triplement différentielle. Nos résultats ont été comparés aux expériences réalisées à Afyon en Turquie. Pour la double ionisation du méthane, nous avons réalisé des expériences (e,3-1e) (dans laquelle l'électron diffusé et un des éjectés sont détectés en coïncidence) pour la couche externe 1t2 à Orsay (ISMO). La théorie que nous avons appliquée est du premier ordre et ne peut pas décrire complétement les deux lobes. Par conséquent, le développement d'un modèle dans le cadre de la deuxième approximation de Born s'avère nécessaire
A theoretical and experimental study on simple and double ionization of small molecules by electron impact is reported in the present work. Experiments of simple ionization of the three valence orbitals of ammonia with an incident energy of about 600 eV were performed in Orsay (ISMO). These experiments, named (e,2e), consist in the detection of the scattered and ejected electrons in coincidence. We compared the correspondent experiments to perturbative theories such as first Born approximation: 1CW (One Coulomb Wave) and 1DW (One Distorted Wave). In addition to the BBK model (for the acronym Brauner, Briggs and Klar). Our results show a reasonable agreement between the experiment and the theory concerning the distribution of the binary lobe. On the contrary, the recoil lobe was largely under-estimated. The application of the BBK model by taking into account the short range phases will be an interesting perspective for the description of simple ionization of ammonia molecule. In addition, we studied the ionization process of methane by electron impact. For the simple ionization of methane, we developed theoretical approaches in order to describe the angular distribution of double and triple differential cross sections. Our results were compared to experimental data performed in Afyon in Turkey. For the double ionization of methane, we performed experiments for the external shell 1t2 in Orsay (ISMO) by using the (e,3-1e), during which the scattered and one of the two ejected electrons are detected in coincidence. The theory which we applied is of first order and it could not describe completely the two lobes. Consequently, the development of a second order model sounds necessary

Cette thèse présente une étude quantitative des modes de fragmentation du fullerène C60 en collision avec des ions légers (Hn=1,2,3+ , Heq=1,2+) dans le domaine de vitesse 0,1 - 2,3 u.a.. La technique de multicorrélation (ions, électrons, énergie des électrons) employée a permis de dégager certaines dépendances et propriétés des mécanismes de fragmentation (sections efficaces, spectroscopie d'électrons, distributions de taille, énergies cinétiques des fragments, tracé de Campi, énergies d'activation). L'énergie déposée s'est ainsi révélée comme un paramètre important. Les sections efficaces ont été mesurées pour la première fois sur l'ensemble des processus collisionnels. L'ionisation et la capture ne dépendent que de la vitesse de collision. Une loi d'échelle avec l'énergie déposée a été observée pour les sections efficaces de multifragmentation. L'énergie déposée est aussi apparue comme le paramètre principal dans l'évolution des distributions de taille des fragments chargés émis. La spectroscopie des électrons (inédite sur un agrégat), réalisée à un angle d'émission de 35°, a montré des spectres piqués à des énergies d'électron importantes (de 5 à 20 eV). La forme de ces spectres dépend de la vitesse de collision. Un début d'analyse théorique semble montrer que cette structure particulière est liée à la présence d'une barrière de potentiel centrifuge. Enfin, les corrélations ions produits et énergie des électrons mettent en évidence que l'énergie des électrons augmente avec l'énergie interne.

Ce travail concerne l’étude théorique de la double ionisation d’atomes par impact d’électrons. Nous avons élaboré un modèle tenant compte des phénomènes d’échange possible entre l’électron diffusé et les électrons de la cible concernés qui seront éjectés lors de la collision. Chaque électron dans la voie finale (électron diffusé et éjectés) est décrit par une onde coulombienne tenant compte de son interaction continuelle avec le noyau résiduel. Les interactions répulsives entre électrons sont prises en compte par des facteurs de Gamow (modèle A6C). Une première partie est consacrée à l’étude de la double ionisation de l’hélium où une comparaison avec les résultats du groupe d’Orsay (Pr. A. LAHMAM-BENNANI) est effectuée. Puis dans une deuxième partie notre modèle est confronté aux dernières expériences du même groupe d’Orsay qui sont relatives à la double ionisation directe de l’argon associé à l’effet Auger
This work is about the theoretical study of the double ionization of atoms by electron impact. A model including exchange effects between the incoming electron and the two active electrons of the target is described. Each electron in the continuum (the scattered one and the two ejected ones) is described by a coulomb wave which takes into account for the interaction with the residuel nucleus. The interactions between each electron in the continuum have been included by Gamow factors (A6C model). A first part is about the double ionisation of helium and a comparison has been made with recent experiments of LAHMAM-BENNANI et al. Then, in a second part, our model has been compared to the recent experiments of LAHMAM-BENNANI et al about the double ionization of argon (direct double ionization + Auger effect)

Cette thèse présente une étude quantitative des modes de fragmentation du fullerène C60 en collision avec des ions légers (Hn=1,2,3+ , Heq=1,2+) dans le domaine de vitesse 0,1 - 2,3 u. A. . La technique de multicorrélation (ions, électrons, énergie des électrons) employée a permis de dégager certaines dépendances et propriétés des mécanismes de fragmentation (sections efficaces, spectroscopie d'électrons, distributions de taille, énergies cinétiques des fragments, tracé de Campi, énergies d'activation). L'énergie déposée s'est ainsi révélée comme un paramètre important. Les sections efficaces ont été mesurées pour la première fois sur l'ensemble des processus collisionnels. L'ionisation et la capture ne dépendent que de la vitesse de collision. Une loi d'échelle avec l'énergie déposée a été observée pour les sections efficaces de multifragmentation. L'énergie déposée est aussi apparue comme le paramètre principal dans l'évolution des distributions de taille des fragments chargés émis. La spectroscopie des électrons (inédite sur un agrégat), réalisée à un angle d'émission de 35ʿ, a montré des spectres piqués à des énergies d'électron importantes (de 5 à 20 eV). .
A quantitative study of the C60 fullerene fragmentation in collision with light ions (Hn=1,2,3+, Heq=1,2+, in the velocity range 0,1 - 2,3 u. A. ) is presented. The multicorrelation developed between fragment ions and electrons with well defined energy, has enlightened some of the dependences and properties of fragmentation mechanisms (cross sections, electron spectroscopy, size distributions, kinetic energy of fragment ions, Campi's scatter plot, activation energies). The deposited energy hence appeared as an important parameter. Cross sections have been measured, for the first time, for all the collisionnal processes. Ionisation and capture only depends on the collision velocity. On the other hand, scaling laws with the deposited energy have been observed for the cross sections of multifragmentation, which depends on the collision energy and the nature of the projectile. The deposited energy has also been found as an essential parameter to understand the evolution of the charged fragment size distributions. .

Le phénomène d’émission électronique sous impact d’électrons, bien que très étudié, est mal connue à très basse énergie (<100 eV). Un domaine d’énergie où ce phénomène est un paramètre fondamental de technologies dans le domaine spatial comme les guides d’onde radiofréquence sous vide. Afin de lieux comprendre ce phénomène à cette gamme d’énergie,une étude théorique a été entreprise par le biais d’une simulation Monte-Carlo de l’émission électronique à très base énergie. Après identification des interactions mises en jeu, nous avons sélectionné pour chaque interaction le ou les modèles existants les plus appropriés tout en leur apportant des modifications à chaque fois que cela était nécessaire. Certains modèles trouvés dans la littérature ont été utilisés pour la première fois dans le domaine de l’émission électronique. Notre approche a été appliquée à l’aluminium et a été validée expérimentalement lorsque les données existaient. L’allure de la courbe de rendement communément admise à ce jour a été contredite et expliquée par la faible probabilité d’échappement des électrons de très basse énergie, ainsi que par un traitement plus rigoureux de la réflexion des électrons de très basse énergie qui impactent le matériau. De surcroit, la simulation donne accès pour la première fois à un rendement à très basse énergie qui présente des oscillations que l’on retrouve dans les rares données expérimentales disponibles. Ces oscillations sont attribuées à l’interaction de l’électron avec les plasmons. Les simulations ont montré l’importance de la population d’électrons rétrodiffusés à très basse énergie
Although extensively studied, the phenomenon of electron emission under electron impact is not very well known at very low energy (<100 eV). An energy range where this phenomenon is a fundamental parameter in space technologies such as radiofrequency waveguide in vacuum. In order to provide a better understanding of the phenomenon, in this energy range, a theoretical study through Monte Carlo simulation of electron emission at very low energyhave been undertaken. After identification of the involved interactions, we selected for each interaction the most appropriate existing models while providing modifications whenever necessary. Somme models found in the literature were used for the first time in the field ofelectron emission. Our approach has been applied to aluminum and has been validated experimentally when data existed. The commonly accepted shape of the yield curve has benne contradicted and explained by the low escape probability of very low energy electrons, as well as by a more rigorous treatment of the reflection of very low energy electrons that impact thematerial. In addition, the simulation provides, for the first time, access to a yield curve at very low energy presenting oscillations also found in the few available experimental data. These oscillations are attributed to the interaction of the electrons with the plasmons. Simulations showed the importance of the backscattered electrons population ate very low energy

Au cours de ce travail nous nous sommes intéressés d'un point de vue expérimental à l'interaction d'électrons de basse énergie avec des surfaces de diamant hydrogéné et oxygéné. Plus précisément nous avons étudié, en particulier, les mécanismes de désorption d'ions H ̄et O ̄par ces surfaces. Les surfaces de diamant hydrogéné ont fait l'objet d'une attention particulière. Pour ces surfaces nous avons mis en évidence l'existence d'une résonance de Feshbach autour de 9 eV qui est responsable de la désorption des ions H ̄via un mécanisme attachement électronique dissociatif, direct autour de 9 eV et indirect autour de 22 eV. D'autre part un mécanisme de dissociation dipolaire contribue à la dissociation des ions H ̄au dessus de 14 eV. Ces deux mécanismes sont probablement impliqués dans la photodésorption des ions H ̄que nous avons mentionné dans l'introduction. Ils contribuent donc à l'appauvrissement des surfaces de diamant hydrogéné en hydrogène et donc à la dégradation de leur propriété d'affinité électronique négative. La résonance à 9 eV est responsable d'autre part de l'atténuation du courant d'électrons secondaires émis par ces surfaces soumises à un bombardement électronique, par l'induction de courbures des bandes d'énergie vers le haut de ces surfaces. Des études récentes au laboratoire ont aussi montré que cette résonance contribue à l'excitation vibrationelle des liaisons C-H. Enfin des études en fonction de l'intensité du courant incident et de la température de surface ont montré qu'en travaillant avec des courants inférieurs à 2 nA et des températures de l'ordre de 500 K, il est possible d'éviter la décroissance du courant d'électrons secondaires émis par les surfaces de diamant hydrogéné. Bien que nos résultats se situent très en amont des applications industrielles des surfaces de diamant, ils devraient permettre d'optimiser l'utilisation de ces surfaces pour les hautes technologies
In this work, we considered from the experimental point of view, the interaction of low-energy electrons with hydrogenated oxygenated diamond surfaces. We have studied the mechanisms of H ̄and 0 ̄ions desorption from these surfaces, hydrogenated diamond surfaces received particular attention. For this surface, we have proved the existence of Feshbach resonance at 9 eV, which is responsible for H ̄ions desorption, by the direct dissociative electron attachment mechanism at 9 eV, and by indirect dissociative electron attachment at 22 eV. In the other hand dipolar dissociation mechanism contributed to H ̄ions desorption above 14 eV. The two mechanisms are involved probably in the photodesorption of H- ions which we have mentioned in the introductions. Thus, they contribute to the depletion of hydrogen from hydrogenated diamond surfaces and consequently to the degradetion of the negative electronic affinity property. In addition the resonance at 9 eV is responsible for the attenuation of the current of secondary electrons, emmited by the surfaces submitted to electronic bombardment, by the induction of upward energy band bending. The recent studuies in the laboratory showed that this resonance contribute to vibrational excitation of C-H bond. Finally studies as function of incident current intensity and surface temperature showed that if one works with currents lover to 2 nA and temperatures around 500 K, it is possible to avoid the decrease of the secondary electrons emmitted by the surfaces of hydrogenated diamond. Despite the fact that our results are far ahead of industrial use of diamond surfaces, they should be used for optimisation of this surfaces for high technologies applications