Flowing afterglow studies of recombination of electrons with heavy Ions using FALP-MS (Etude post-décharge en écoulement de la recombinaison d'électrons avec des ions lourds utilisant FALP-MS)

Alshammari, Suliman - (2018-02-06) / Universite de Rennes 1 Flowing afterglow studies of recombination of electrons with heavy Ions using FALP-MS Langue : Anglais Directeur de thèse:  Le Garrec , Jean-Luc Laboratoire :  Institut de Physique de Rennes Ecole Doctorale : Matière, Molécules et Matériaux Thématique : Physique

Accès à la ressource :  https://ecm.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversion... Mots-clés : Recombinaison dissociative , Recombinaison ionique Résumé : La recombinaison dissociative (RD) est le processus dans lequel un ion moléculaire positif se recombine avec un électron et se dissocie après en fragments neutres. Parmi les différents types de réactions entre ions moléculaires et électrons, la RD mérite une attention particulière à cause du rôle important qu'elle joue dans les plasmas à basse température et de faible densité, telles que celles rencontrées dans les ionosphères planétaires et les nuages interstellaires. En dépit de l'apparente simplicité de la RD, son étude s'est avéré difficile aussi bien du point de vue expérimental que théorique. Afin d'apporter plus de lumière sur ce processus, la technique de la post-décharge en écoulement a été introduite et a été largement utilisée ces dernières décennies. La présente thèse est dédiée aux études expérimentales de la réaction RD, à l'aide du spectromètre de masse à sonde Langmuir (FALP-MS) en post-décharge en écoulement, à l'Université de Rennes 1, à Rennes, en France. Nous avons étudié la réaction RD à température ambiante a été étudiée pour les ions moléculaires d'acétone ( ) et les cations de diméthylamine cations ( ainsi que les vitesses de réaction des cations de triméthylamine ( cations, et nous avons obtenu des valeurs avec des incertitudes de of ± 30 %. De plus, nous avons étudié l'attachement électronique à la diméthylamine neutre et nous avons trouvé une constante de vitesse de = 4.81 x 10-10 cm3 s-1. Un nouveau système d'injection pour l'anneau de stockage électrostatique de KACST a été conçu et construit dans le laboratoire de l'IPR à Rennes. Le couplage de la source d'ions avec un analyseur de masse quadripolaire et l'utilisation d'un système de vannes pulsées assurant un pompage différentiel entre différentes régions de la ligne d'injection constitue une méthode nouvelle dans le contexte d'un anneau de stockage. Le but final de ce projet est l'étude des réactions à ions lourds tels que les ions moléculaires biologiques. Résumé (anglais) : Dissociative recombination (DR) is a process in which a positive molecular ion recombines with an electron and subsequently dissociates into neutral fragments. Among the different types of molecular ion-electron reactions DR deserves particular attention due to the important role it plays in low-temperature and low-density plasmas such as those encountered in planetary ionospheres and interstellar clouds. Despite the apparent simplicity of the DR reaction, its investigation has proven to be a difficult task from both experimental and theoretical perspectives. In order to shed more light upon this process the flowing afterglow technique has been introduced and utilised extensively for the last few decades. This thesis is devoted to experimental studies into the DR reaction using the flowing afterglow Langmuir probe mass spectrometer FALP-MS at the University of Rennes 1, in Rennes, France. The DR reaction at room temperature has been investigated for the acetone molecular ions ( ) and dimethylamine cations ( as well as the reaction rates of trimethylamine ( cations, and the obtained values were with uncertainties of ± 30 %. In addition, the electronic attachment to neutral dimethylamine was also studied and the rate constant was determined to be = 4.81 x 10-10 cm3 s-1. A new ion injection system system for the KACST electrostatic storage ring has been designed and built in the IPR laboratory in Rennes. The coupling of an ion source with a quadrupole mass analyzer and the use of a gas pulsing system to maintain the differential pumping between different regions of the injection line, is a novel technique for use with a storage ring. The final goal of this system is to study the reactivity of heavy ions such as biological molecular ions. Identifiant : rennes1-ori-wf-1-9317

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