Diffusion Mott - Mott scattering
La diffusion de Mott , également appelée diffusion de Coulomb inélastique à couplage de spin , est la séparation des deux états de spin d'un faisceau d' électrons en diffusant le faisceau hors du champ de Coulomb d'atomes lourds. Il porte le nom de Nevill Francis Mott , qui a le premier développé la théorie. Il est principalement utilisé pour mesurer la polarisation de spin d'un faisceau d'électrons.
En termes simples, la diffusion Mott est similaire à la diffusion Rutherford, mais les électrons sont utilisés à la place des particules alpha car ils n'interagissent pas via la force forte (seulement faible et électromagnétique). Cela leur permet de pénétrer dans le noyau atomique , donnant un aperçu précieux de la structure nucléaire.
Les électrons sont souvent tirés sur une feuille d'or car l'or a un numéro atomique élevé (Z), n'est pas réactif (ne forme pas de couche d'oxyde) et peut être facilement transformé en un film mince (réduction de la diffusion multiple). La présence d'un terme spin-orbite dans le potentiel de diffusion introduit une dépendance du spin dans la section efficace de diffusion. Deux détecteurs exactement au même angle de diffusion à gauche et à droite de la feuille comptent le nombre d'électrons diffusés. L'asymétrie, A, donnée par :
est proportionnel au degré de polarisation de spin P selon A = SP, où S est la fonction de Sherman .
La formule de section efficace de Mott est la description mathématique de la diffusion d'un faisceau d'électrons de haute énergie à partir d'un point chargé positivement de la taille d'un noyau atomique dans l'espace. La diffusion Mott est la figure de diffraction théorique produite par un tel modèle mathématique. Il est utilisé comme point de départ dans les calculs des études de diffraction par diffusion électronique.
L'équation de la section efficace de Mott comprend un terme de diffusion inélastique pour prendre en compte le recul du proton ou du noyau cible. Il peut également être corrigé des effets relativistes des électrons de haute énergie et de leur moment magnétique.
Lorsqu'un diagramme de diffraction trouvé expérimentalement dévie de la diffusion Mott dérivée mathématiquement, il donne des indices sur la taille et la forme d'un noyau atomique. . Lorsque la cible est une sphère chargée (comme tous les vrais protons et noyaux) plutôt qu'un point, des ajouts à l'équation de section efficace de Mott ( termes de facteur de forme) peuvent être utilisés pour sonder la distribution de la charge à l'intérieur de la sphère.
L' approximation de Born de la diffraction d'un faisceau d'électrons par les noyaux atomiques est une extension de la diffusion Mott.
Les références
- Stohr, J.; Siegmann, HC (2006). Magnétisme : des fondamentaux à la dynamique à l'échelle nanométrique . Berlin, Heidelberg : Springer Berlin Heidelberg. doi : 10.1007/978-3-540-30283-4 . ISBN 978-3-540-30282-7.
- Gay, TJ; Dunning, FB (1992). " Polarimétrie électronique de Mott " . Examen des instruments scientifiques . Éditions AIP. 63 (2) : 1635-1651. doi : 10.1063/1.1143371 . ISSN 0034-6748 .