Excitações rotacionais de moléculas poliatômicas pelo impacto de elétrons de baixa energia

Orientador: Marco Aurelio Pinheiro LimaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb WataghinResumo: Neste trabalho, o Método Multicanal de Schwinger com Pseudopotenciais (SMCPP) foi aplicado, em conjunto com a Aproximação de Rotação Adiabática dos Núcleos (ANR), ao estudo de excitações rotacionais de XH4 (X: C, Si, Ge, Sn, Pb ), XH3 (X: N, P, As, Sb ), CX4 (X: F, Cl), SiX4 (X: Cl, Br, I), CClF3 e CCl3F pelo impacto de elétrons (7,5 a 30 eV). Para CH4, SiH4 e NH3, as seções de choque rotacionalmente resolvidas mostraram boa concordância com outros cálculos previamente publicados. (O único sistema para o qual há dados experimentais reportados é o metano, tendo havido acordo razoável.) Para os demais sistemas, esta é a primeira tentativa de resolução rotacional das colisões. Comparações entre seções de choque rotacionalmente somadas e elásticas apresentaram a esperada concordância, para todas as moléculas. Três aspectos mostraram-se relevantes na obtenção de grandes seções de choque rotacionalmente inelásticas: ( i ) a esfericidade do potencial de interação e--alvo (no caso de moléculas do grupo de simetria Td); ( ii ) a existência de momentos de dipolo permanentes (no caso de moléculas do grupo de simetria C3v); ( iii ) a presença de átomos pesados (em geral). A magnitude das seções de choque rotacionalmente inelásticas é relevante do ponto de vista tecnológico, pois é uma medida da facilidade com que os sistemas se tomam rotacionalmente quentes em meios de descarga. Para alvos com momentos de dipolo permanentes, ondas parciais do SMCPP foram completadas com outras, calculadas pelo primeiro termo de Born (PTB), afim de melhor descrever as seções de choque na região de pequenos ângulos de espalhamentoAbstract: In the present work, the Schwinger Multichannel Method with Pseudopotentials (SMCPP) was applied, along with the Adiabatic Nuclei Rotation (ANR) approximation, to study rotational excitations of XH4 (X: C, Si, Ge, Sn, Pb), XH3 (X: N, P, As, Sb), CX4 (X: F, Cl), SiX4 (X: Cl, Br, I), CClF3 and CCl3F by electron impact (7.5 to 30 eV). For CH4, SiH4 and NH3, our rotationally resolved cross sections showed good agreement with previously reported results. (Methane is the only polyatomic system with available rotationally resolved experimental data. The agreement was encouraging.) For the other molecules, this is the first effort of rotational resolution of the collisions. Comparison between rotationally summed and unresolved (elastic) cross sections showed the expected good agreement. It was found that three aspects play relevant roles in determining the magnitude of rotationally inelastic cross sections: ( i ) the sphericity of the e--target interaction potential (in the case of Td molecules); ( ii ) permanent dipole moments (in the case of C3v molecules); ( iii ) the presence of heavy atoms (in general). The magnitude of rotationally inelastic cross sections is relevant for technological purposes since it gives an idea of how fast the systems would get rotationally hot in discharge environments. For targets presenting permanent dipole moments, the first Born approximation (FBA) was used along with the SMCPP to improve the quality of the cross sections near the forward scattering directionMestradoFísicaMestre em Físic