Étude des ions positifs simplement et doublement chargés d'espèces atomiques (Xe, Kr, Ar) et moléculaires (O₂,HCl, CO₂, CS₂, COS) par spectroscopie de double transfert de charge

Study of simply and doubly positive ions of atomic (Xe, Kr, Ar) and molecular O₂, HCl, CO₂, COS species by double charge exchange spectroscopy

• Auteur / Autrice : Moussa Mousselmal
• Direction : Paul-Guy Fournier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences physiques
• Date : Soutenance en 1987
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)
• Jury : Président / Présidente : Jacques Bauche
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacques Baudon, John H. D. Eland, Maryvonne Adam, Jacques Bauche, Paul-Guy Fournier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protons

Transfert de charge

Spectroscopie

Mots clés libres

Collisions de protons

Ions positifs simplement et doublement chargés

Spectroscopie de double transfert de charge

Résumé

Nous avons mesuré les distributions d'énergie cinétique des ions H- formés lors de la collision de protons de 2 à 9 keV d'énergie sur des atomes (Xe, Kr, Ar) et des molécules diatomiques (02, HCℓ) et triatomiques (C02, CS2, COS). Les ions négatifs H- peuvent être formés en une seule étape par double transfert de charge ou en deux étapes successives de simple transfert de charge. Le premier processus nous intéresse plus particulièrement L'analyse du bilan d'énergie permet de remonter à l'énergie d'arrachement des deux électrons de la cible, autrement dit aux énergies d'ionisation double de la cible, et ce quelle que soit sa stabilité. Le domaine de validité de la règle de conservation du spin total lors du double transfert de charge entre protons et gaz rares a été déterminé. Au cours de l'étude de double transfert de charge entre protons et molécules diatomiques et triatomiques les énergies d'ionisation double et les largeurs des états électroniques (atteints par transition Frank-Condon) ont été mesurées. La comparaison des résultats avec ceux obtenus par d'autres méthodes expérimentales, impact électronique, impact photonique, spectroscopie Auger et spectroscopie d'épluchage de charge a été effectuée, ainsi qu'avec les résultats théoriques. Nous avons mesuré quatre énergies d'ionisation double de la molécule HC. ℓ. La comparaison des résultats avec des calculs ab initio M. R. S. D. -C. I. A permis une identification non ambiguë des états observés. Dans le cas des molécules triatomiques C02, CS2 et COS on observe 18 niveaux d'énergie identifiés grâce à une comparaison avec des calculs ab initio C. I. P. S. I. Ce travail montre les capacités et la fécondité de la spectroscopie de double transfert de charge pour la détermination des énergies des états électroniques des ions moléculaires doublement chargés.

We have measured the kinetic energy distribution of u- ions produced by collision of 2 to 9 keV protons with thermal atomic (Xe, Kr, Ar), diatomic (02,HC. ℓ) and triatomic (C02,CS2, COS) species. It is shown that H-ions are formed either by a single step of double charge exchange or by two successive steps of simple charge exchange. From the H-kinetic energy distributions the energies of singly and doubly charged states of the target are deduced whatever the target stability. The spin conservation rule of the collisional system has been studied. The double ionization energies and widths of the molecular electronic states reached by double charge exchange spectroscopy are compared to ab initio calculations and assignments are given. Previous results obtained by electron or photon impact, Auger spectroscopy, and charge stripping are discussed. For the HC. ℓ molecule the results have been compared with M. R. S. D. -C. I. Ab initio calculations. Results on 02 show the need for new theoretical calculations. In the case of triatomic molecules, C02, CS2 and COS, 18 energy levels are identified by comparison with C. I. P. S. I. Ab initio calculations. This work shows the capability and fecundity of the double charge exchange spectroscopy for the determination of electronic states of doubly charged positive ions.