Dynamique de photoionisation et de photofragmentation de petites molécules non-linéaires : du rayonnement synchrotron aux impulsions lasers femtosecondes

par Caroline Elkharrat

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Danielle Dowek.

Soutenue en 2010

à Paris 11 , dans le cadre de Ecole doctorale Ondes et Matière (1998-2015) , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

Le président du jury était Azzedine Lahmam-Bennani.

Le jury était composé de Danielle Dowek, Azzedine Lahmam-Bennani, Benoît Soep, Xavier Urbain, Catalin Miron.

Les rapporteurs étaient Benoît Soep, Xavier Urbain.


  • Résumé

    Cette thèse est dédiée à l’extension de la méthode des corrélations vectorielles à l’étude de la dynamique de photoionisation (PI) de petites molécules non-linéaires telles que CH₃Cl, CF₃I et NO����, dans deux contextes d’excitation lumineuse distincts : la PI en couche C 1s et Cl 2p de la molécule CH₃Cl induites par rayonnement synchrotron X-mou d’une part, et celle en couche de valence des molécules CF₃I et NO₂ induite par excitation multiphotonique auprès de sources lasers femtosecondes d’autre part. La méthode CV est illustrée par deux types d’observables : le diagramme de corrélation des énergies cinétiques électron-ion(s) et la distribution angulaire des photoélectrons dans un référentiel lié à la molécule, intitulée RFPAD dans le cas général d’une molécule non linéaire, pour Recoil Frame Photoelectron Angular Distribution. Celle-ci permet le test le plus sensible des moments de transition caractérisant la dynamique de photoionisation. Leur extraction des distributions angulaires mesurées s’appuie sur un formalisme unifié développé par R. Lucchese (Texas A&M) pour la PI de molécules de symétrie C₂v et C₃v. Les résultats obtenus par ionisation multiphonique de NO₂, incluant la mise en évidence de la formation de paire d’ions (NO⁺-O⁻), contribuent à la compréhension des chemins réactionnels conduisant à la photolyse de cette molécule dont la dynamique électronique et nucléaire est connue pour être complexe.

  • Titre traduit

    Dynamics of photoionization and photofragmentation of small non linear molecules : from synchroton radiation to femtosecond pulses


  • Résumé

    This thesis deals with the extension of the vector correlation (VC) method to the study of the photoionization (PI) dynamics of small non-linear molecules like CH₃Cl, CF₃I and NO₂ for two kinds of light excitation: on the one hand the C 1s and Cl 2p inner-shell photoionization of CH₃Cl induced by X-ray synchrotron radiation, and on the other hand the valence shell PI of CF₃I and NO₂ induced by femtosecond laser pulses. The CV method leads to two main observables: the kinetic energy correlation diagrams and the photoelectron angular distributions of fixed in space molecules, so-called Recoil Frame Photoelectron Angular Distributions (RFPADs) in PI of non-linear molecules. That observable gives the most complete access to the transition moments describing the photoionization dynamics. The unified formalism developed by R. Lucchese (Texas A&M) enables the determination of the RFPADs for the PI of C₂v and C₃v molecules. The results obtained for multiphoton ionization of NO₂, highlighting the production of the (NO⁺-O⁻) ion pair, contribute to the understanding of the reaction pathways leading to the photolysis of this molecule whose electronic and nuclear dynamics is known to be complex.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (215 p.)
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres (143 réf.)

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