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Issue
J. Chim. Phys.
Volume 95, Number 4, April 1998
Page(s) 800 - 803
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jcp:1998200
DOI: 10.1051/jcp:1998200


J. Chim. Phys. Vol. 95, N°4  p. 800-803

Synthèse d'ozone induite par bombardement électronique d'une matrice d'oxygène

S. Lacombe1, S. Ustaze1 and K. Jacobi2

1  Laboratoire des Collisions Atomiques et Moléculaires, Université Paris-Sud, bâtiment 351, 91405 Orsay cedex, France
2  Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Faradayweg 4-6, 14195 Berlin, Germany

Abstract
Electron irradiation of a molecular oxygen film leads to ozone formation. O 3 synthesis was demonstrated by high-resolution electron energy-loss spectroscopy (HREELS) which shows vibrational modes of O 3 molecules. This identification was confirmed by isotopic effect. The energetic threshold of O3 synthesis is of the order of 3.5 eV. This corresponds to O 2 dissociation by electron attachment: ${\rm O_2+e^-\to(^{3}P)+O^-(_{2}P)}$, followed by the spontaneous recombination reaction: ${\rm O+O_2+O_2\to O_3+O_2}$. Above 5.1 eV bombarding energy, O 2 dissociation via excitation of Rydberg states and Schumann-Runge continuum is the main source of atomic oxygen and thus of ozone. Further measurements performed as a function of the irradiation time show that the number of O 3 molecules formed in the film saturated.

Résumé
L'irradiation d'un film d'oxygène moléculaire par des électrons conduit à la production d'ozone. O 3 a été mis en évidence par spectroscopie de perte d'énergie d'électrons (HREELS) qui permet d'observer les modes d'excitation vibrationnelle des molécules. L'identification de O 3 est confirmée par l'étude de l'effet isotopique. Le seuil énergétique de formation est de l'ordre de 3,5 eV. Il correspond à la dissociation de O 2 par attachement d'un électron : ${\rm O_2+e^-\to(^{3}P)+O^-(_{2}P)}$, suivi de la réaction spontanée de recombinaison : ${\rm O+O_2+O_2\to O_3+O_2}$. A des énergies supérieures à 5,1 eV, l'excitation de O 2 vers des états de Rydberg et du continuum de Schumann-Runge est la principale source d'oxygène atomique et donc d'ozone. Des mesures en fonction du temps d'irradiation montrent que la quantité d'ozone formé sature.


Key words: ozone -- oxygène -- irradiation -- électrons lents
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© EDP Sciences 1998