Microscopie de photodétachement : rôle du gradient de champ électrique et effet du champ magnétique
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This thesis aims at identifying and determining the physical phenomena which could reduce the accuracy of the electron affinity measurements provided by the photodetachment microscope. The first point deals with the effect of the gradient of the electric field within the interaction zone. It is shown that this effect explains the dispersion of the measurements. We have applied some statistical methods to data taken while following a new acquisition method. Hence, we were able to recommend a new value of the electronic affinity of sulfur with a 2. 4 10-7 accuracy, which becomes the most accurately known electron affinity. With similar purposes, a two-colour laser technique has been developed for photodetachment microscopy. It is shown that the superposition of the two resulting interference patterns can be used as a “spectral vernier” to determine the electron affinity with no a priori knowledge of the applied electric field. We also studied the effect of a residual magnetic field on the interference phase. Using the semi classical theory, some perturbative calculations are realised and show that the interference phase remains unchanged in our experimental conditions. In order to check the reliability of our calculations, we installed magnetic coils capable of creating a magnetic field in all direction of space. No effect on the phase interference was observed. Finally, a preliminary study of photodetachment microscopy with a p wave is described. Using a new sputtering ion source, we obtained classical images, which enable us to measure the electron affinity of gold.
Abstract FR:
Cette thèse a pour objectif d’identifier et de caractériser les phénomènes qui pourraient perturber les mesures d’affinités électroniques effectuées à l’aide du microscope de photodétachement. Le premier effet étudié est celui d’un gradient de champ électrique. Il a été démontré que ce gradient est à l’origine d’une dispersion importante des points de mesure. Une méthode statistique de traitement de données accompagnée d’une méthode d’acquisition a été mise en place dans le but de quantifier ce gradient. L’affinité électronique du soufre est du coup déterminée à 2,4 10-7 près ce qui est la meilleure précision au monde. Dans le même but, une expérience de microscopie de photodétachement à deux couleurs a été réalisée. La superposition d’images obtenue peut être utilisée comme vernier spectral pour déterminer l’affinité électronique sans avoir à connaître le champ électrique appliqué. Le deuxième effet étudié est celui d’un champ magnétique résiduel sur la phase d’interférence. Un calcul perturbatif qui se base sur l’approximation semi-classique montre que dans nos conditions expérimentales, la phase d’interférence reste inchangée. Des bobines entourant la zone d’interaction ont été placées afin de créer un champ magnétique dans toutes les directions de l’espace. Aucun effet sur la phase d’interférence n’a pu être observé ce qui est en accord avec les calculs réalisés. Enfin, une étude préliminaire de la microscopie de photodétachement en onde p est décrite. A l’aide d’une nouvelle source dite à « spallation », des images classiques sont obtenues et ont permis une mesure de l’affinité électronique de l’or.