C. Blondel, C. Delsart et C. Drag W. Chaïbi (2003-2006), S. Canlet (thèsard), R. Pelaez (post-doc) Microscopie de photodétachement Principe de la microscopie.

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1 C. Blondel, C. Delsart et C. Drag W. Chaïbi (2003-2006), S. Canlet (thèsard), R. Pelaez (post-doc) Microscopie de photodétachement Principe de la microscopie de photodétachement Effet du champ magnétique : cas longitudinal Montage expérimental Paramètres quantiques : Nombre danneaux Interfrange moyen Détecteur ion z0z0 7 6 5 4 3 2 1 8 9 10 11 12 13 1 : Source et lentille simple ("einzellens") 2,5,9,10 : Plaques déflectrices 3,6,8 : Lentilles simples 4 : Filtre de Wien 7 : Virage quadrupolaire 11 : Quadrupole de focalisation 12 : Décélération 13 : Zone dinteraction Jet dions négatifs Energie cinétique moyenne : 300 to 500 eV 60 to 80 km.s -1 x y Détecteur Résolution : 65 µm FWHM 1 électron chaque 0.1 ms à 1 ms Colonne z 0 = 0.514 m F compris entre 150 et 450 V/m Laser à colorant = 535 @ 710 nm (~ 596 nm) P = 100 to 400 mW stabilité ~ 10 MHz sur 30 min (mes.) ~ 2.10 -8 waist de 20 à 40 µm C D F U ion négatif atome neutre h eAeA Si - SA0872b R j F = 427 Vm -1 ± 4 Vm -1 = 0.926 ± 0.008 cm -1 Précision : ± 1 µeV Affinités électroniques Fluor A( 19 F) = 27 432.451(20) cm -1 Oxygène A( 16 O) = 11 784.676(7) cm -1 Silicium A( 28 Si) = 11 207.246(8) cm -1 Soufre A( 32 S) = 16 752.9760(42) cm -1 Eur. Phys. J. D33, 335 (2005) Oxygène A( 17 O) = 11 784.629(22) cm -1 A( 18 O) = 11 784.606(20) cm -1 Phys. Rev. A64, 052504 (2001) Oxygène E( 2 P 1/2 ) E( 2 P 3/2 ) = 177.084(14) cm -1 Soufre 32 S : E( 2 P 1/2 ) E( 2 P 3/2 ) = 483.5352(34) cm -1 32 S: E( 3 P 1 ) E( 3 P 2 ) = 396.0587(32) cm -1 J. Phys. B39, 1409 (2006) OH A( 16 O 1 H) = 14 740.982(7) cm -1 J. Chem. Phys. 122, 014308 (2005) SH A( 32 S 1 H) = 18 669.543(12) cm -1 J. Mol. Spec. 239, 11 (2006) La fonction de Green est connue Kramer et al., Europhys. Lett. 56, 471 (2001) Interférence à 2 trajectoires: même phase que pour B=0 (invariance) Interférence à 4 trajectoires jet dion négatifs détecteur solénoïde 2 m 23 cm 42 cm 62 cm 13 cm laser Champs magnétiques longitudinal et transverse détecteur B//F solénoïde jet dions négatifs laser transverse B F bobines Jet S Trajectoires classiques Diamètre mesuré de la figure D(I) Mesure de la distance R(I) du centre de la figure dinter- férence à la projection de la source sur le détecteur Calcul de la valeur théorique de R(I) 100 mA 126 µT = 1.26 G Effet du champ magnétique : cas transverse Trajectoires et décalage de franges ? Negative ion Problème général : En présence de la force de Lorentz, le décalage des trajectoires est-il égal au décalage des franges dinterférences? Que deviennent les anneaux dinterférences en présence dun champ magnétique transverse? Résultats expérimentaux Laser La phase dinterférence reste invariante !! B 0 ± 8.10 -3 cm -1 de dispersion due aux inhomogénéités de champ électrique Microscopie de photoïonisation: C. Nicole et al., Phys. Rev. Lett. 88, 133001 (2002) Microscopie de photodétachement moléculaire : C. Delsart et al., Phys. Rev. Lett. 89, 183002 (2002) American Journal of Physics 66, 38 (1998) F = 423 Vm -1 = 1.2 cm -1 0 = 0.045 m a = 0.35 m Fq m 2/3 0 3 24 Décalages isotopiques Structure fine des atomes et des ions Molécules Effet géométrique sur la figure dinterférence Comme attendu : Résultats expérimentaux Influence du champ magnétique transverse sur la phase de linterférogramme Soit le moment : Déphasage magnétique La figure dinterférence se déplace toute entière ! Dans lapproximation du champ lontain Le décalage de lenveloppe Décalage des franges vs. décalage des trajectoires Laffinité électronique varie-t-elle avec le champ B ? Phase géométrique Phase magnétique La courbure des trajectoires ne contribue quà un ordre plus élevé. La variation de phase, à une position donnée sur le détecteur, est : On obtient comme fonction donde La phase de linterférogramme change comme : Application numérique : z a Fz 0 Détecteur avec comme dépendence en B et le décalage de phase Le déplacement de frange est tel que En comparant le gradient On a: Principe : Y.N. Demkov et al., JETP Lett. 34, 403 (1981) Microscopie de photodétachement : C. Blondel et al., Phys. Rev. Lett. 77, 3755 (1996) F ~ 291 V/m = 596.89122 nm B = 1.9 µTB = 27.8 µTB = 56.1 µT B = 82 µT B = 110.4 µTB = 137.5 µT F ~ 195 V/mB = 5.10 -8 T i.e. proportionnel au flux de B au 1 er ordre : Formule analytique Eur. Phys. Lett. 82, 20005 (2008)