Étude expérimentale par impact électronique de l'ionisation simple et double d'atomes et de petites molécules
Résumé
(e,2e) and (e,3e) experiments constitute a privileged tool for studying the dynamics of electron impact single and double ionization of small systems, and more generally for contributing to the understanding of the N-body interaction problem. In this work, we have performed such experiments in an unexplored kinematical regime where the momentum transferred to the residual ion is large, so that the ion plays a major role in the interaction process. The experimental results are compared to those of the most sophisticated theoretical models. We have measured the triply differential cross sections (TDCS) for single ionization of He and H2. Their comparison allowed showing the presence for the H2 molecule of Young type quantal interference effects. We then discuss TDCS measurements for Ne and N2 ionized either on an outer or an inner orbital. The results show the importance of the post collisionnal interactions and the role played by the nucleus. Finally, we study the competition between different ionization processes of argon : (e,2e) single ionization of the inner 2p shell on the one hand, and a direct (3p-2) (e,3e) double ionization or an indirect one via the Auger process implying the 2p shell, on the other hand. Under the chosen kinematics, these processes may compete or interfere with each other. The emphasis is put on their respective contribution, particularly for the Auger effect. Several structures observed in the angular distribution of the (e,3e) cross section are attributed to different ionization mechanisms.
Les expériences (e,2e) et (e,3e) constituent un outil privilégié pour étudier la dynamique de la simple et la double ionisation de petits systèmes par impact électronique, et plus généralement pour contribuer à la compréhension du problème de l'interaction à N-corps. Dans cette thèse, nous avons réalisé de telles expériences dans un domaine cinématique resté quasi-inexploré, où le transfert de moment à l'ion résiduel est important, de sorte que l'ion joue un rôle majeur dans le processus d'interaction projectile - cible. Les résultats expérimentaux sont comparés à ceux des modèles théoriques les plus sophistiqués. Nous avons mesuré les sections efficaces triplement différentielles (SETD) de simple ionisation de He et H2, ce qui a permis de mettre en évidence la présence pour la molécule H2 d'effets d'interférences quantiques de type fentes d'Young. Nous discutons ensuite des mesures de SETD de Ne et N2, ionisés sur une orbitale externe ou interne. Nos résultats ont permis de montrer l'importance des interactions postcollisionnelles et du rôle joué par le noyau. Enfin, nous avons étudié la compétition entre différents processus d'ionisation de l'argon : d'une part, simple ionisation (e,2e) en couche interne 2p, et d'autre part, double ionisation (e,3e) directe (3p-2) ou indirecte via le processus Auger impliquant la couche 2p. Dans les conditions cinématiques choisies, ces processus peuvent entrer en compétition ou interférer entre eux. L'accent est mis sur leur contribution respective, en particulier pour l'effet Auger. Diverses structures observées dans la distribution angulaire des sections efficaces (e,3e) sont attribuées à différents mécanismes d'ionisation.
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