Etudes en spectroscopie Compton des molécules et des solides - Université de Lorraine Access content directly
Theses Year : 1987

Compton spectroscopy studies in molecules and solids

Etudes en spectroscopie Compton des molécules et des solides

Abstract

The present work provides new contribution in compton defect studies of molecules or solid systems. In the first of the document, the general theory of collisions is summarized as well as the fundamental approximations used to calculate differential scattering cross-sctions. The last part exhibits results concerning molecular or solid targets whose calculations generalize the atomic casses. A molecular traitment has been detailed and applied here to the simpler case, i.e. the hydrogen molecule. The results are compared to existing measurements of compton shifts. Different ground state wave fonctions of the hydrogen molecule have been used. Their results are discussed in terms of relation ships between chemical bond and compton spectroscopy. A comparison between all targets containing two electrons (hydrogen molecule, helium and two isolated hydrogen atoms) allows to conclude in particular additivity contributions of atomic compton defects. These properties have been applied to estimate the compton defect in aluminium. The corresponding calculation consists to add up both core and valence contributions. The compton defect due to valence electrons is based on the simple assumption of a coulomb electron-hole interaction. The corresponding formalism developped here has been shown to establish a quantitative interpretation of the compton defect in simple metals. Between new features predicted by such a model, the discontinuities appearing at Fermi momenta were rediscovered in the analysis of Weiss's previous measurements (1975)
Le travail présenté se propose d'apporter une contribution nouvelle à l'évaluation du défaut compton des cibles moléculaires ou solides. Dans la première partie du mémoire de thèse, nous avons rappelé la théorie générale des collisions ainsi que les approximations fondamentales conduisant au calcul de la section efficace différentielle de diffusion. Les applications spécifiques à la description de la diffusion compton sont ensuite développées. La dernière partie expose des résultats nouveaux, concernant des cibles moléculaires ou solides pour lesquelles les calculs sont beaucoup plus complexes que dans les problèmes atomiques. En particulier un traitement moléculaire a donc été mis au point et appliqué ici au cas le plus simple, la molécule d'hydrogène. Les résultats de ces calculs ont été comparés à des mesures existantes du déplacement compton du maximum de pic. L'utilisation de diverses fonctions d'onde décrivant l'état fondamental de la molécule d'hydrogène permet de discuter des relations existant entre la spectroscopie compton et les caractéristiques de la liaison chimique. Une comparaison entre les situations de toutes les cibles à deux électrons (hydrogène moléculaire, hélium et deux atomes d'hydrogène isolés) permis de conclure à des propriétés d'additivité particulières d'effets atomiques. Ces propriétés d'additivité constatées ont été utilisées également pour évaluer le défaut compton de l'aluminium. Le calcul correspondant a consisté à sommer les contributions respectives des électrons de valence et les électrons de coeur. Le calcul du défaut associé aux électrons de valence est basé sur un traitement simple de l'interaction post-collisionnelle entre l'électron éjecté d'une bande de valence et le trou restant. Le traitement proposé constitue la première interprétation quantitative du défaut compton observé dans l'étude d'un solide et permet de conclure à l'existence, au moment de Fermi, d'une discontinuité dans le spectre, discontinuité implicitement contenue dans les mesures de Weiss (1975)
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Cite

Mohammed Ibn Chaikh. Etudes en spectroscopie Compton des molécules et des solides. Matière Condensée [cond-mat]. Université Paul Verlaine - Metz, 1987. Français. ⟨NNT : 1987METZ004S⟩. ⟨tel-01775719⟩
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