Vector correlations in dissociative photoionization of small polyatomic molecules

par Mogens Lebech

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Danielle Dowek.

Soutenue en 2003

à Paris 11 .


  • Résumé

    La photoionisation dissociative de petites molécules polyatomiques, ici N20 et CO2, induite par rayonnement synchrotron VUV polarisé linéairement est étudiée par la méthode des corrélations vectorielles, dans les conditions où la photoionisation conduit à un ion, un fragment neutre et un électron. Celle-ci consiste à mesurer les vecteurs vitesses du photoion et du photoélectron produits par chaque événement. Le spectromètre des vitesses utilise la détection en coïncidence de l'ion et de l'électron résolue en temps-de-vol et sensible en position. Les particules chargées sont extraites de la zone d'interaction par un champ électrique uniforme, qui en assure une collection complète. Deux lentilles électrostatiques ont permis d'améliorer la résolution des vecteurs vitesses. Le diagramme de corrélation des énergies cinétiques ion-électron déduit des amplitudes des vecteurs vitesses permet d'identifier le chemin réactionnel pour chaque processus par l'état intermédiaire de valence de N20+ ou CO2+, ou l'état autoionisant N20**, et la limite de dissociation caractérisée par l'état électronique des deux fragments et la distribution vibrationnelle du fragment moléculaire. La corrélation spatiale des deux vecteurs vitesses et de l'axe de la polarisation de la lumière conduit, pour chaque processus, à la dépendance polaire et azimutale de la distribution angulaire des photoélectrons dans le référentiel moléculaire, pour chaque orientation de l'axe moléculaire par rapport à la polarisation. Pour chaque processus les résultats sont représentés par quatre fonctions Fij, qui contiennent l'information la plus complète sur la dynamique de la photoionisation : leur analyse en ondes partielles donne accès aux moments de transition. Pour plusieurs réactions identifiées, la distribution angulaire des photoélectrons dans le référentiel moléculaire présente des anisotropies. Certains résultats obtenus pour N20 sont comparés avec des calculs 'multichannel Schwinger configuration interaction'.


  • Résumé

    Dissociative photoionization of small polyatomic molecules, here N20 and CO2, induced by VUV linearly polarized synchrotron radiation is studied using the vector correlation method, in conditions where photoionization leads to one ion, one neutral fragment, and one electron. The vector correlation method consists in measuring the velocity vectors of the photoion and photoelectron produced in each event. The velocity spectrometer combines time-of-flight resolved and position sensitive ion-electron coincidence detection. Ions and electrons are extracted from the interaction zone by a uniform electric field, which ensures a complete collection of both particles. Electrostatic lenses are implemented in the spectrometer in order to increase the velocity vector resolution. The ion-electron kinetic energy correlation derived from the magnitude of the velocity vectors for the coincident events allows one to identify the reaction pathway for each process, in terms of the intermediate N2O+ or CO2+ valence or inner-valence ionic state, or resonant N20** autoionizing state, and the dissociation limit characterized by the electronic states of both fragments and the vibrational distribution of the molecular fragment. The spatial analysis, correlating the two velocities and the polarization axis of the light, determines, for each process, the polar and azimuthal dependence of the molecular frame photoelectron angular distribution, for any orientation of the molecular axis with respect to the polarization axis. The results are presented in terms of four Fij functions which contain the most complete information about the photoionization dynamics for each process: their partial wave analysis gives access to the transition moments. A large number of reactions are identified, and anisotropies in the photoelectron angular distribution in the molecular frame are observed. Selected results obtained for N2O are compared with multichannel Schwinger configuration interaction calculations.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 317 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2003)7
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.