Les phénomènes ultra-rapides en chimie sous rayonnement

Groupe du Conseil de Recherches Médicales en Sciences des Radiations, Faculté de Médecine, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec, J1H 5N4, Canada.

Résumé

Nous abordons plusieurs résultats concernant les événements ultra-rapides en chimie sous rayonnement se produisant en phase solide; i.e., l’interaction des électrons secondaires, produits en grand nombre par la radiation ionisante et certaines réactions ion-molécule. Nous présentons les résultats d’études réalisées à l’aide de méthodes mettant en jeu des faisceaux d’électrons de basse énergie. Ces études concernent la diffusion élastique, l’excitation vibrationnelle et électronique, l’ionisation dissociative et l’attachement dissociatif produits par les électrons secondaires ainsi que des réactions ultra-rapides (10^-14 à 10^-13 s) impliquant des produits formés par ces électrons. Il est aussi démontré que la formation d’un ion négatif transitoire (i.e., résonance électronique) est un mécanisme important et souvent dominant dans les processus de perte d’énergie des électrons ayant des énergies inférieures à 20 eV. Dans cette fourchette d’énergie (0-20 eV) les diffusions élastiques dépendent de la structure de bande et de l’arrangement géométrique des constituants de la matière condensée.

Abstract

Secondary electrons, produced in a large number by ionizing radiation, deposit their energy via specific processes which usually occur within the sub-picosecond time domain. Those ultra-fast processes occurring in condensed materials, which were investigated with low-energy electron beam methods are reviewed in the present article. They include elastic scattering, vibrational and electronic excitation, dissociative ionization and dissociative attachment. The existence of ultra-fast reactions (10^-14-10^-13 s) involving products formed by secondary electrons is demonstrated. It is also shown that transient negative ion formation (i.e., electron resonances) is an important and usually dominant mechanism in the process of energy losses by secondary electrons with energies below 20 eV. In this energy range, elastic scattering depends on the band structure and the geometrical arrangement of the constituents of condensed matter.