Electron emission following fast ion-D2 collision
Etude de l'émission électronique induite par impact d'ion multichargé sur la molécule D2
Résumé
Dissociative ionisation mechanisms induced in collisions involving a highly charged ion (S15+ 13.6 MeV/u) and a molecular deuterium target, have been studied through momentum vector correlations of both the D+ fragments and the electrons produced. An experimental apparatus has been developed in order to detect in coincidence all the charged particles produced during the collision. Measurement of their momentum vectors, which allows to determine both their kinetic energy and direction of emission with respect to the projectile one, combines Time of Flight, Position Sensitive Detection, and multi-coïncidence techniques. The correlation of the fragment and electron kinetic energies enables not only to determine branching ratios between the dissociative ionisation pathways, but also to separate unambigously kinetic energy distributions of fragments associated to each process. Finally, angular distributions of ejected electrons, as a function of the orientation of the molecular axis with respect to the projectile direction are deduced from the spatial correlation. Measurements are compared to theoretical angular distributions obtained using the CDW-EIS method.
Les différents mécanismes d'ionisation dissociative consécutifs à la collision entre un ion projectile multichargé (S15+ 13.6 MeV/u) et la molécule D2, ont été étudiés à partir des corrélations vectorielles entre les vecteurs impulsions de fragments D+ et d'électrons produits. Le travail a donc dans un premier temps consisté à développer un dispositif expérimental capable de détecter en coïncidence toutes les particules chargées produites lors d'une collision. La mesure de leur vecteur impulsion, qui permet d'accéder à leur énergie cinétique et leur direction d'émission initiale par rapport à celle du faisceau, combine les techniques de temps de vol et de localisation. La corrélation entre les énergies cinétiques des fragments et des électrons produits permet d'une part de déterminer la contribution de chacun des mécanismes d'ionisation dissociative au processus global d'ionisation, et d'autre part de séparer sans ambiguïté les distributions d'énergie cinétique des fragments D+ correspondant à chacun de ces mécanismes. Enfin, l'analyse spatiale des corrélations vectorielles conduit aux distributions angulaires d'émission électronique par rapport à la direction du faisceau, pour une orientation de l'axe de la molécule et une énergie de l'électron données. Les distributions mesurées sont comparées à celles obtenues par le modèle théorique CDW-EIS.